新型氢燃料电池使未来的汽车价格实惠且无污染

时间:2019-11-16  作者:魏箸  来源:合乐888登陆  浏览:133次  评论:106条

您未来通过尾管排出水的汽车更接近成为现实。 科学家们发现,更便宜的金属可以用来激发氢燃料电池中必要的反应 - 而且它们仍然具有高性能水平的功能。

燃料电池目前使用铂作为催化剂来刺激反应,将氢的化学能转化为电能。 但 (UCR)和斯坦福大学的研究人员表示,铂金价格昂贵,这是阻碍燃料电池的主要因素。
由UCR和斯坦福大学的科学家开发的一种新材料可以通过加入钴等其他金属来改变这种状况,钴比铂便宜100倍。

“这里的主要驱动力是用更便宜的金属(如钴,镍或铁)取代那种极其昂贵的铂金,这种金属不仅嵌入石墨碳,而且与碳结构相结合,可以加快反应速度,”David Kisailus, UCR的化学和环境工程教授以及该研究的高级作者告诉“新闻周刊”。

科学家使用一种称为静电纺丝的过程来融合 这些较便宜的金属离子与石墨碳一起形成多孔的纸薄材料。 这种新材料可以应用于氢燃料电池,其通过金属引发的反应起作用。 该反应触发氢分子分离成质子和电子。 电子发电,而剩余的带正电荷的氢离子或质子与氧气连接在一起产生水。 通过使该过程更便宜,氢燃料电池可以更容易地商业化。

新材料还解决了降低汽车重量的挑战。 材料很薄,可以嵌入汽车的结构部件,如发动机罩或框架。 这允许材料具有两个功能:帮助汽车的结构并为其供电。

160888_web 嵌入有活性纳米粒子(顶部)的工程碳纤维可以制成轻质且柔韧(底部)的结构材料。 这种新材料是在加州大学河滨分校开发的。 加州大学河滨分校

“我们希望用能够发挥燃料电池功能的复合材料取代汽车的车身面板,”Kisailus说。 “目标是减轻汽车的重量,同时实现功能。”通过使用可以起到“双重功能”的材料,可以减轻现有电池或结构材料的重量,从而提高汽车的效率。

周一在杂志上发表的一项研究中详细介绍了这一新材料 这些研究结果不仅适用于氢燃料电池,也适用于金属空气电池。 金属空气电池是另一种不断发展的技术,它使用金属和空气中的氧气来发电。 Kisailus说,这些类型的电池在具有高能量密度方面也具有“令人难以置信的潜力......所以你可以在充电时行走很远”。

至于商业化,Kisailus表示将采取合适的合作伙伴和适当的研究经费。 目前,“一个挑战是展示可扩展性,同时保持一致性,”他说。