攻克新能源汽车推广应用关键难题 新型催化剂解除氢燃料电池“中毒休克”危机

2019-01-31 10:53:02 来源: 科技日报 作者: 吴长锋

中国科技网·科技日报合肥1月31日电(记者 吴长锋)记者从中国科学技术大学获悉,该校路军岭教授、韦世强教授、杨金龙教授等课题组合作,研制出一种新型催化剂,攻克了氢燃料电池汽车推广应用的关键难题:解除氢燃料电池一氧化碳“中毒休克”危机,延长电池寿命,拓宽电池使用温度环境,在寒冬也能正常启动。研究成果1月31日在线表在国际权威学术期刊《自然》上。

氢燃料电池利用氢和氧的化学反应释放的化学能转化为电能,无需燃烧,具有高能量转换效率和零排放,是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。但发展氢燃料电池的其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题。当下,氢主要来源于甲醇和天然气等碳氢化合物的蒸汽重整和水煤气变换反应,由此产生的氢通常含有0.5%至2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“心脏”,燃料电池铂电极容易被一氧化碳杂质气体“毒害”,导致电池性能下降和寿命缩短,严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。此外,现有的催化剂只能在高于室温和极窄的温度范围内工作,使得氢燃料电池汽车无法在频繁冷启动期间得到有效保护,很难步入实用。

科研人员设计了一种原子级分散于铂表面的氢氧化铁新型催化剂,该催化剂能够在198-380开尔文(约合-75℃至107℃)的温度范围内100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。即使在极寒条件下,该新型催化材料可以为氢燃料电池在频繁冷启动 和连续运行期间提供全时保护,避免氢燃料电池受一氧化碳中毒。

“这些发现可能会大大加速氢燃料电池汽车时代的到来。”路军岭说,我们的最终目标是开发一种廉价的且具有高活性、高选择性的一氧化碳优先氧化催化剂,既可以提供机载燃料电池的全时保护,也可以为工厂高纯氢气制备提供有效手段。

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责任编辑:值班主任
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