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新型催化劑助力燃料電池性能大幅提升
2024年10月21日 14:30:15
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：5676
近日,，昆明理工大學化學工程學院與香港科技大學合作，通過創(chuàng)新制備非貴金屬單原子催化劑,，有效提升了燃料電池的氧還原反應活性,，意味著在燃料電池催化劑領域取得了重要突破,。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】 近年來,，隨著清潔能源技術的不斷發(fā)展，燃料電池作為一種高效,、環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換裝置,，受到了廣泛的關注和研究。然而,，燃料電池的性能提升和成本控制一直是制約其大規(guī)模應用的關鍵因素,。近日，昆明理工大學化學工程學院與香港科技大學合作,，通過創(chuàng)新制備非貴金屬單原子催化劑,，有效提升了燃料電池的氧還原反應活性，意味著在燃料電池催化劑領域取得了重要突破,。相關成果近日發(fā)表在國際期刊《德國應用化學》上,。
他們利用氧化鋅輔助策略，成功制備了氯化血紅素修飾的沸石咪唑型金屬有機框架薄膜,，并通過進一步熱解得到了中空管狀鐵-氮-碳材料,。這種材料的管壁布滿有層次的介孔和微孔，鐵-氮活性位點被巧妙地錨定在這些納米孔內(nèi)部,，形成了彎曲應力,，從而顯著提高了催化活性。
實驗結(jié)果顯示,，這種鐵-氮-碳材料在氧還原反應中表現(xiàn)出色,，在堿性條件下半波電位高達0.925伏，在酸性介質(zhì)中也能達到0.825伏,。當這種材料作為陰極催化劑應用于質(zhì)子交換膜燃料電池和鋅空氣電池時,，電池功率密度同樣表現(xiàn)出極高的水平，遠高于傳統(tǒng)鐵-氮-碳材料的水平,。
此外,，研究團隊還通過原位變溫高能X射線衍射和相關理論計算，深入揭示了催化劑的合成機制及其電催化氧還原反應的機理,，為能源器件中高性能催化劑的設計,、制備及其催化機制的研究提供了新的思路。
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