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有助于将燃料电池组合成单一设备的新的催化剂诞生

2022-01-25李人茜

上海节能 2022年1期
关键词:复合物燃料电池沙漠

一个既能从水中产生燃料和氧化剂,又能在开关按下时将燃料和氧气转化为电和水的单一装置对地面、太空和军事都有许多好处,多年来从低环境影响到高能量密度,开发高效的成套再生燃料电池(URFC)一直是研究人员关注的焦点。

但要真正高效,URFC 需要双功能催化剂。这意味着,在电解模式下,催化剂应促进水分解为氢和氧,而在燃料电池模式下,促进其重组为水。现在,Vijay Ramani实验室研究人员发现了一种用于氧电极的双功能催化剂。

与氢电极不同,铂是一种有效的双功能催化剂。由于氧还原和析氧动力学缓慢,因此为氧电极确定合适的催化剂非常具有挑战性。

该团队最终确定并开发了铂-焦绿石(铂和钌酸铅焦绿石的复合物),该复合物能产生高性能的双功能。

英国广播公司拍摄的《自然的运作》《沙漠》《热带雨林》等与生态学主要内容密切相关的视频资料,蚂蚁和竹节虫被孢子侵袭后的病态表现和它们身上长出一棵小蘑菇状的菌丝的动态过程,一定能使学生们深刻领会什么是“寄生”,还能牢记不忘。学生们会在看到极乐鸟求偶炫耀变换色彩斑斓的羽毛时惊呼,会在看到沙漠蜘蛛逃亡化身车轮滚下沙丘时鼓掌,会在看到沙漠蜥蜴在盛夏正午为避免烫伤而抬高双腿时大笑。在被大自然的奇妙征服的同时,激发出他们珍爱地球生命、热爱大自然的情感。

n(e)=It/(NA×1.6×10-19)=(8×2×60)/(6.02×10-23×1.6×10-19)=0.01mol

“双功能指数”是衡量催化剂促进正向和反向反应的能力。指数低一些更好,理想情况下为零。这种新型催化剂双功能指数为0.56 V,与其他现有的催化剂相比非常低,当用于实验室开发的URFC 装置时,可实现75%的往返能量效率(RTE),这是目前报告的最高的往返效率。

由于具有如此高的效率,所开发的URFC 非常适合用于潜水艇、无人机、航天器、空间站及离网储能等。

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