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燃料電池及其催化劑的介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年04月09日  

問:你們團隊取得的成果,是能媲美鉑基催化劑的催化效果,成本又相對低廉的催化材料嗎?

楊植博士:可以這樣理解,但不完全正確。我們團隊研究非貴金屬催化劑已經有四五年了,目前的成果主要是用碳材料制備催化劑,由于是實驗室少量制備,所以生產成本還不好準確計算。但我們相信日后如果大量制備,推向產業化,生產成本就能大大降低,因為碳本身并不昂貴。鉑的話,不論工藝成本如何下降,它本身的原料成本就在那,下不來。這也是我們這個成果的一項優勢。

問:除此之外,燃料電池還存在哪些需要解決的問題?

楊植博士:安全性是一個問題,比如氫氣,它的儲存是個難題,不過有不少科研人員正在研究,比如把它儲存在固體中等;再比如甲醇,這種東西本身存在一定毒性。你可能會想為什么不用乙醇呢?因為這些化合物的分子式越復雜,反應機制也會相應地更為復雜,對催化劑的要求也就更高,而這對研發來說也是個挑戰。

問:催化劑會不會損耗?

楊植博士:理論上來說,在理想情況下,催化劑的性能是不會變的,但實際情況并非如此,不然的話,鉑基催化劑到時候還可以回收利用,比如打個戒指什么的,這是玩笑話。在實際應用中,鉑基催化劑由于自身會流失、中毒等因素,催化效率會下降,比如一開始可能是99%,用過一段時間,催化效率就可能下降到50%,因此,它的使用壽命是有限的。從我們實驗室做的試驗比較顯示,在堿性環境下,我們的催化劑比鉑基催化劑的穩定性要好,也沒有中途中毒的跡象。

問:催化劑還會導致中毒?

楊植博士:這個如果要解釋清楚的話,會非常復雜而專業。簡單解釋的話,就是反應過程中的一些中間產物,覆蓋在了催化劑上面,以至于催化劑的催化效率降低。

問:燃料電池未來能夠替代其他電池嗎?

楊植博士:其實各種類型的電池,都是為了滿足不同的需求,我們也沒法下結論哪個更好,只能說各有千秋吧。市面上各種類型的電池很多,比如我們熟知的鋰電池,手機、電腦上用得很多。近年來,科研人員也一直在開發它的潛力。最近很火的特斯拉汽車,利用的動力就是鋰電池,不過這個鋰電池和我們平時見到的不一樣,它的能量密度更高,而且汽車和手機、電腦不一樣,需要瞬間的高能量釋放,拿普通的鋰電池,汽車可是跑不起來的。就我們目前的認識來說,燃料電池可能在使用功率上優于鋰電池,因為它的能量和功密度更高,能釋放更多的能量,而且如果催化劑的問題解決的話,以后這種利用燃料電池的汽車,補充能量會比利用鋰電池的方便不少,就像現在的汽車去加汽油一樣方便,省去了鋰電池充電的時間。如果這種電池以后能應用到手機、電腦上的話,沒有電了,不用苦苦等著充電,拿一瓶酒精之類的燃料補充進去,就能立馬能量滿格了。

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