芬兰阿尔托大学(Aalto University)研究人员开发出一种新的更便宜的方法,可以制造燃料电池。这是一种贵金属纳米粒子催化剂,可用于燃料电池,它的制备可采用原子层沉积(ALD:atomic layer deposition)。这种原子层沉积法制造燃料电池,所需的昂贵催化剂,比现有方法低60%。
“这是一个重大发现,研究人员以前一直无法节省这么多,因为是采用市售的材料,” 阿尔托大学的道森特•坦加•卡里奥(Docent Tanja Kallio)说。
燃料电池可以取代目前使用的内燃机,这种内燃机有污染。然而,在燃料电池中,化学过程必须使用催化剂加快。催化剂价格高是最大的一个障碍,不利于目前广泛采用燃料电池。
最常用的燃料电池覆盖阳极时,要采用昂贵的贵金属粉末,这种粉末会与燃料充分反应。使用阿尔托大学研究人员的原子层沉积法,这一覆盖层就可比以前薄得多,这可以降低成本,提高质量。
通过这项研究,研究人员正在开发更好的酒精燃料电池,使用的燃料是甲醇(methanol)或乙醇(ethanol)。处理和存储醇比较容易,胜过常用的氢。在酒精燃料电池中,也可以用钯(palladium)作为催化剂。最常见的氢燃料电池催化剂是铂金(platinum),它比钯贵两倍。这意味着,酒精燃料电池和钯会带来一种更经济的产品,推向市场。
燃料电池可以产生电能,产生的污染很少甚至没有。它们是高效的,可生产更多的能量,需要的燃料较少,胜过同等尺寸的其他设备。它们也安静,需要的维护成本低,因为没有活动部件。
在未来,燃料电池有望驱动电动汽车,替代现在的电池,还可以进行其他应用。尽管其价格高,但燃料电池已经使用了很长时间,是用于隔离环境,如太空飞行器。这些成果初步测试燃料电池阳极,是采用钯催化剂。商业化生产可能在5-10年内开始。
这一研究结果发表在《物理化学杂志C》(Journal of Physical Chemistry C)上,题为《原子层沉积制备钯纳米粒子采用多孔碳载片用于醇氧化》(Atomic Layer Deposition Preparation of Pd Nanoparticles on a Porous Carbon Support for Alcohol Oxidation)。
显著降低燃料电池生产成本
评论
6 views