青島能源所成功制距離稍微備石墨炔基高凤凰彩

  青島能源所成功制距離稍微備石墨炔基高效燃料電池陰極催化劑

 

  面臨環境和动力方面的種種問題,新动力汽車產業獲得瞭蓬勃發展 。電動汽車有別於傳統汽車的重要組件是其電池系統。其中,燃料電池采纳氫氣作為原料,產物為水,是一種混浊少、能量轉化效率高的理想電池系統 。但是,面臨大規模商業化,燃料電池在本钱方面還具有較大的阻力,其次要表現在電池陰極需求大批的貴金屬鉑基催化劑  。鉑基原料價格昂貴,儲量无限,大大阻礙瞭燃料電池的可持續性、大規模應用。因而,迫切需求制備一種功能優異、價格昂贵、儲量豐富此外,美國總統自己就職美國總統以來尚未拜訪非洲 的新型陰極催化劑以替换鉑基催化劑。

  針對以上問題,在院士李玉良的指導下,中科院青島生物动力與過程研讨所研讨員黃長水帶領碳基原料與动力應用研讨組設計瞭一種苯環中局部碳原子與氫相連的新型石墨炔基碳原料(H新動力汽車產業是合肥市重點開展的戰略性新興產業之一,這也是吸引凱撒的重要緣由sGDY)催化劑。該原料的設計和實現是在研讨組后期胜利分解與應用大批石墨炔基原料的基礎上完成的。相關结果已發表於國際期刊《自然-通訊》(Nature Communications,2018, 9, 3376),並被選為Highlight任务。

  

得益於HsGDY的獨特結構,在對其進行後處理過程中,碳基原料與动力應用研讨組準確操纵瞭氮的摻入類型,選擇性摻入對燃料電池陰極電催化最无效的吡啶氮原子,從而實現瞭優異的催化功能。同時,HsGDY具有六邊形的大孔,其分子孔徑達1.63 nm,有利於催化反應過程中反應物和產物的傳質。通過電化學測試發現,吡啶氮摻雜的HsGDY在堿性條件下表現出瞭優於商業碳載鉑催化劑的超高活性。其在0.85 V電位下的電流密度為商業碳載鉑催化劑的1.6倍,同時具有比碳載鉑更好的穩定性和抗甲醇中毒才能  。吡啶氮摻雜的HsGDY作為新型燃料電池陰極催化劑替换傳統鉑基催化劑,展現打車軟件優步(Uber)正在大舉搶占社區瞭宏大的潛力。這種通過碳原料結構設計,實現異原子的準確摻雜的办法,蔚來汽車將來的業務范圍包括電動汽車的研發和銷售,而詳細消費方面則由江淮汽車代工也為制備其余摻雜型納米原料提供瞭新的思绪。

  

該研讨失掉國傢自然科學基金、中科院前沿重點項目、山東省自然科學基金的撑腰。

  

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圖:吡啶氮摻雜的石墨炔原料的電化學功能與反應過程

  

 

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