亚洲色欲综合色欲网_狂野欧美经典黑白配天天视频_欧美一区二区三区视频在线播放_中文字幕天天躁日日躁狠狠躁97

鉑-石墨烯燃料電池催化劑達(dá)到了前所未有的催化活性和壽命

2019-09-22 11:47  來源:中國新能源網(wǎng) china-nengyuan.com   瀏覽:  

 
佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)的研究人員最近發(fā)表的一項研究顯示,只有兩個原子厚度、由石墨烯支撐的鉑薄膜,能夠使燃料電池催化劑具有前所未有的催化活性和壽命。

鉑是燃料電池中最常用的催化劑之一,因為它能有效地促進(jìn)氧化還原反應(yīng)。但其高昂的成本促使研究人員努力尋找方法,在保持相同催化活性的同時,使用更少的鉑。

佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授費薩爾·阿拉姆吉爾(Faisal Alamgir)說:“生產(chǎn)帶有鉑催化劑的燃料電池總是要付出一定的初始成本,而將成本盡可能地保持在低水平是很重要的。但是燃料電池系統(tǒng)的實際成本是根據(jù)系統(tǒng)的使用時間來計算的,這是一個耐久性的問題。”

Alamgir說:“最近有一種使用無鉑催化系統(tǒng)的趨勢,但問題是目前還沒有一種系統(tǒng)可以同時達(dá)到鉑的催化活性和耐久性。”

佐治亞理工學(xué)院的研究人員嘗試了不同的策略。該研究于9月18日發(fā)表在《高級功能材料》期刊上并得到了國家科學(xué)基金會的支持,他們描述了使用由石墨烯層支撐的原子級薄膜鉑的幾個系統(tǒng) - 有效地最大化了可用于催化反應(yīng)的鉑的表面積,并只需使用少量的貴金屬。

大多數(shù)以鉑為基礎(chǔ)的催化系統(tǒng)都使用金屬的納米顆粒與支撐表面進(jìn)行化學(xué)結(jié)合,在支撐表面上,粒子的表面原子承擔(dān)了大部分催化工作,而表面下原子的催化潛力從未像表面原子那樣得到充分利用(如果有的話)。

此外,研究人員還發(fā)現(xiàn),至少有兩個原子厚的新鉑薄膜在離解能方面優(yōu)于納米鉑,而離解能是衡量一個表面鉑原子的能量成本的指標(biāo)。這一測量結(jié)果表明,這些薄膜可能會制造出更持久的催化系統(tǒng)。

為了制備原子薄膜,研究人員使用了一種叫做“電化學(xué)原子層沉積”的方法,在石墨烯層上生長鉑單層膜,制造出含有一層、兩層或三層原子的樣品。然后,研究人員測試了這些樣品的離解能,并將結(jié)果與石墨烯上單個鉑原子的能量以及用于催化劑的鉑納米顆粒的常見結(jié)構(gòu)的能量進(jìn)行了比較。

“這項工作的核心是,金屬和共價鍵的結(jié)合是否有可能使鉑 - 石墨烯組合中的鉑原子比以金屬鍵結(jié)合的大塊鉑的催化劑更穩(wěn)定,” 材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授Seung Soon Jang說。

研究人員發(fā)現(xiàn),薄膜中相鄰的鉑原子之間的鍵與薄膜和石墨烯層之間的鍵結(jié)合在一起,為整個系統(tǒng)提供了加固。在兩個原子厚的鉑薄膜上尤其如此。

Alamgir說,通常在一定厚度以下的金屬薄膜是不穩(wěn)定的,因為它們之間的鍵不是定向的,而且它們往往會相互滾動,形成顆粒。但石墨烯并非如此,它在二維形式下是穩(wěn)定的,甚至只有一個原子那么厚,因為相鄰原子之間有很強(qiáng)的共價鍵。因此,這個新的催化系統(tǒng)可以利用石墨烯的定向鍵來支持一層原子厚度的鉑薄膜。

未來的研究將包括進(jìn)一步測試這些薄膜在催化環(huán)境中的行為。研究人員在早期對石墨烯-鉑薄膜的研究中發(fā)現(xiàn),這種材料在催化反應(yīng)中表現(xiàn)出類似的行為,無論在哪一側(cè)——石墨烯或鉑——都是暴露在外的活性表面。

Alamgir說,在這種結(jié)構(gòu)中,石墨烯并沒有成為鉑的獨立面。他們可以齊心協(xié)力。因此,我們相信,如果你暴露石墨烯的一面,你會得到同樣的催化活性,這樣你就可以進(jìn)一步保護(hù)鉑,潛在地提高了耐久性。
免責(zé)聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機(jī)構(gòu)或其他網(wǎng)站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。本網(wǎng)所有信息僅供參考,不做交易和服務(wù)的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權(quán)或其它問題請及時告之,本網(wǎng)將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。
相關(guān)推薦
兩會能源最強(qiáng)音 | 劉忠范:‘卡脖子’技術(shù)的突破是熬出來的,不是用錢砸出來的

兩會能源最強(qiáng)音 | 劉忠范:‘卡脖子’技術(shù)的突破是熬出來的,不是用錢砸出來的

“‘卡脖子’技術(shù)的突破是熬出來的,不是簡單用錢砸出來的,更不是突擊出來的?!比珖f(xié)常委、九三學(xué)社中央副主席、北京市政協(xié)副主席劉忠范建議,要在體制機(jī)制改革上下功夫,完善國家科技創(chuàng)新體系頂層設(shè)計,解決創(chuàng)新資源碎片化、企業(yè)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意愿割裂等問題,夯實科技自立自強(qiáng)的根基。
比爾蓋茨的下一代核電站即將啟動!

比爾蓋茨的下一代核電站即將啟動!

風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、水能、波浪能等等可再生能源是全球能源生產(chǎn)行業(yè)中脫碳,以及遏制化石燃料使用計劃的重要支撐。但由于間歇性、位置依賴性、土地要求等很多原因,它們還無法單獨扛起這個大梁。想要完全消除世界能源行業(yè)的溫室氣體,需要有一種廉價的、可擴(kuò)展的零排放能源形式,并能以 24/7/365 全天候可靠地生產(chǎn)電力。
兩會能源最強(qiáng)音 | 周清和代表:拒絕“稀土之痛” 加大石墨產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入與攻關(guān)

兩會能源最強(qiáng)音 | 周清和代表:拒絕“稀土之痛” 加大石墨產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入與攻關(guān)

“石墨是現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)性原料。世界各工業(yè)大國都將石墨作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn),相繼出臺系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策。我國石墨資源儲量、產(chǎn)量和出口量都居世界前列,但石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對落后。建議加強(qiáng)石墨資源戰(zhàn)略性儲備,加大研發(fā)投入與攻關(guān),助力我國從石墨礦產(chǎn)大國到石墨產(chǎn)業(yè)大國的轉(zhuǎn)變?!?月5日,全國人大代表、中車株機(jī)黨委書記、董事長周清和說。
美得州電網(wǎng)運營商在寒潮來襲時計價有誤,致使民眾多交電費160億美元

美得州電網(wǎng)運營商在寒潮來襲時計價有誤,致使民眾多交電費160億美元

美國南部和中部地區(qū)2月遭遇寒潮,得克薩斯州受災(zāi)尤為嚴(yán)重。不少得州居民隨后收到天價電費賬單,動輒上萬美元,觸發(fā)輿論質(zhì)疑。一家監(jiān)管機(jī)構(gòu)本周說,得州電網(wǎng)運營商在寒潮來襲時計價有誤,致使民眾多交電費160億美元!
伊朗總統(tǒng)魯哈尼呼吁各方恢復(fù)履行伊核協(xié)議

伊朗總統(tǒng)魯哈尼呼吁各方恢復(fù)履行伊核協(xié)議

3月7日電伊朗總統(tǒng)魯哈尼7日呼吁各方遵守聯(lián)合國安理會第2231號決議,恢復(fù)履行伊朗核問題全面協(xié)議。

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界