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石墨烯纳米袋显著镌汰氢燃料电池所需铂金 |
| 时间：2022-08-17 泉源：科技日报 |
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科技日报北京8月16日电 （实习记者张佳欣）只管氢燃料是一种很有远景的化石燃料替换品 ，，，然而其发电依赖的催化剂主要由有数腾贵的金属铂组成 ，，，这限制了氢燃料的普遍商业化。。。。据16日揭晓于《自然·纳米手艺》杂志的论文 ，，，美国加州大学洛杉矶分校研究职员报告了一种要领 ，，，使他们能够抵达并凌驾美国能源部（DOE）设定的高催化剂性能、高稳固性和低铂使用率的目的。。。。 这项破纪录的手艺使用了铂钴合金的细小晶体 ，，，每个晶体都嵌在由石墨烯制成的纳米袋中。。。。 与DOE催化剂标准相比 ，，，石墨烯包裹合金爆发了非凡的效果：催化活性提高75倍； ；；；；；；功率提高65%； ；；；；；；在燃料电池预期寿命竣事时 ，，，催化活性提高约20%； ；；；；；；在模拟使用6000—7000小时后 ，，，功率损失降低了约35% ，，，首次凌驾了5000小时的目的； ；；；；；；每辆车所需的铂金险些镌汰了40%。。。。 现在 ，，，全球铂及类似金属总供应量的一半用于化石燃料驱动的汽车的催化转换器 ，，，这种因素可以降低其排放物的有害性。。。。每辆车需要2—8克铂。。。。相比之下 ，，，现在的氢燃料电池手艺每辆车消耗约36克铂。。。。而研究团队测试的最低铂负荷下 ，，，每辆氢动力汽车只需要6.8克铂。。。。 那么 ，，，研究职员是怎样从更少的铂中获得更多能量的呢？？？？？？他们将铂基催化剂剖析成平均3纳米长的颗粒。。。。更小的颗粒意味着更大的外貌积 ，，，也意味着更多爆发催化活性的空间。。。。然而 ，，，较小的颗粒往往会挤在一起形成较大的颗粒。。。。 研究团队通过在2D质料石墨烯中装载他们的催化剂颗粒来解决这一限制。。。。与煤或铅笔芯中常见的散装碳相比 ，，，这种薄碳层具有惊人的容量 ，，，可高效地导电和导热 ，，，是类似厚度的钢强度的100倍。。。。 他们的铂钴合金被还原成颗粒。。。。在集成到燃料电池之前 ，，，这些颗粒被石墨烯纳米袋困绕 ，，，纳米袋还充当了一种避免颗粒迁徙的锚 ，，，这正是商用车所需的耐久性水平所必需的。。。。与此同时 ，，，石墨烯允许在每个催化剂纳米颗粒周围留出约1纳米的细小间隙 ，，，这意味着可能会爆发要害的电化学反应。。。。 |
