科技日报 新式催化剂可提高燃料电池功能
记者20日从昆明理工大学得悉，该校化学工程学院与香港科技大学协作，经过立异制备非贵金属单原子催化剂，有用提高了燃料电池的氧复原反响活性，意味着在燃料电池催化剂范畴取得了重要打破。相关效果近来宣布在世界期刊《德国使用化学》上。
燃料电池作为一种清洁动力技术，其规模化使用面对的一大应战是铂等贵金属催化剂的本钱昂扬，一起活性和耐久性也存在缺乏。铁-氮-碳资料是最有远景替代铂、使用于燃料电池的非贵金属催化剂。沸石咪唑型金属有机结构是组成高功能铁-氮-碳资料最有用的前驱体之一。但是，传统沸石咪唑型金属有机结构衍生制备的铁-氮-碳催化剂为微孔资料，不利于传质。此外，其活性位点为平面铁-氮结构，活性仍有待提高。
为此，昆明理工大学博士冯东、副教授李金成、教授梅毅与香港科技大学教授邵敏华组成的研讨团队，立异地提出了一种氧化锌辅佐战略。他们使用棒状氧化锌水解发生的锌离子与2-甲基咪唑反响，成功制备了氯化血红素润饰的沸石咪唑型金属有机结构薄膜。经过进一步热解，他们得到了中空管状铁-氮-碳资料。这种资料的管壁布满有层次的介孔和微孔，铁-氮活性位点可被奇妙地锚定在这些纳米孔内部，形成了弯曲应力，然后显着提高了催化活性。
试验成果为，铁-氮-碳资料在氧复原反响中表现出色，在碱性条件下半波电位高达0.925伏，在酸性介质中也能到达0.825伏。当这种资料作为阴极催化剂使用于质子交流膜燃料电池和锌空气电池时，电池功率密度相同表现出极高的水平。例如，氢空气条件下，其功率达每平方厘米715毫瓦，远高于传统铁-氮-碳资料每平方厘米175毫瓦的水平。
此外，研讨团队还经过原位变温高能X射线衍射和相关理论核算，深化提醒了催化剂的组成机制及其电催化氧复原反响的机理，为动力器材中高功能催化剂的规划、制备及其催化机制的研讨供给了新的思路。
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