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蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道,萊頓大學(xué)(Leiden University)的研究人員Marc Koper等人通過探討氧還原反應(yīng)發(fā)現(xiàn)了一種全新的方法,用以改進(jìn)氫燃料電池。
(圖片來源:萊頓大學(xué))
目前的氫驅(qū)動技術(shù)存在兩個主要問題。首先,燃料電池需要使用較多的稀有金屬鉑。其次,將氧氣轉(zhuǎn)化為水的反應(yīng)部分,即所謂的氧還原反應(yīng),必須提高效率。
多年來,研究人員一直認(rèn)為,只有一種方法可以使氧還原反應(yīng)更有效。在燃料電池中,正極上有許多小的鉑顆粒,氧在這里分解成氧原子與鉑結(jié)合,這些原子進(jìn)一步反應(yīng)形成最終產(chǎn)物水。Koper表示:“目前的理論是,必須尋找一種結(jié)合氧原子能力不那么強(qiáng)的正極。而且,這是唯一讓氧還原更容易的辦法。豐田使用的正極中含有鉑和一些鈷。鈷有助于削弱氧與鉑的結(jié)合,所以這個理論很有效。
然而,Koper教授認(rèn)為,尋找更好的正極來降低氧的結(jié)合強(qiáng)度,并不那么令人興奮?!皬目茖W(xué)的角度來說,利用鈷與鉑的最佳比例來微調(diào)正極,并沒有太大的價值?!?/p>
Koper開始研究電解液構(gòu)成,即分離正極和負(fù)極之間的介質(zhì),想看看會發(fā)生什么。電解液中含有一定濃度的負(fù)電荷離子,即陰離子。研究人員實驗了不同濃度的陰離子。
研究人員發(fā)現(xiàn),氧的還原速度有時比預(yù)期的要快,盡管氧與正極的結(jié)合似乎更強(qiáng)。因此,以往認(rèn)為只有使用較弱的氧鍵才能實現(xiàn)更有效的氧還原,這一觀點(diǎn)是不正確的。電解液中的陰離子似乎影響了氧還原反應(yīng)中的另一個過程,也就是那些與鉑結(jié)合的氧原子很容易轉(zhuǎn)化為氫氧根(OH-),這是生成水前的最后一步。這給了研究人員新的啟示,與以往的觀點(diǎn)有本質(zhì)上的不同。
由此可看,實現(xiàn)更高效氫電池的途徑不是只有一條,而是至少有兩條。Koper主要想了解分子水平上發(fā)生的事情,以及為什么這些陰離子扮演著如此重要的角色?!艾F(xiàn)在,這種新見解主要是提出了新的問題。我們必須去找出到底發(fā)生了什么?!?/p>
關(guān)鍵詞: Koper
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