姜黃,一種在大多數廚房中都能找到的香料,但其含有一種提取物,可以用于制造更安全、更高效的燃料電池。
美國克萊姆森納米材料研究所(CNI)的研究人員和來自印度(Sri Sathya Sai)高等教育研究所(SSSIHL)的合作者發現了一種將姜黃素(姜黃中的物質)和金納米粒子結合起來的新方法,他們制造出了新型納米復合材料,讓電極可以充放電100多次,可以有效地將乙醇轉化為電能。
雖然研究團隊必須做更多的測試,但這一發現使取代氫作為燃料電池原料的工作更近了一步。
“在堿性介質中醇氧化的所有催化劑中,我們制備的催化劑是迄今為止最好的,”CNI的創始主任兼理學院的RA Bowen物理學教授Apparao Rao說。
燃料電池通過化學反應而不是燃燒來發電。它們被用于為車輛、建筑物、便攜式電子設備和備用電力系統提供動力。
氫燃料電池效率高,不會產生溫室氣體。雖然氫是宇宙中最常見的化學元素,但它必須從天然氣和化石燃料等物質中提取,因為在地球上,它只以液體、氣體或固體的形式與其他元素以復合形式存在。必要的提取增加了氫燃料電池的成本和環境影響。
此外,燃料電池中使用的氫是一種壓縮氣體,給存儲和運輸帶來了挑戰。而乙醇是一種由玉米或其他農業基礎飼料制成的酒精,比氫更安全,更容易運輸,因為它是液體。
研究人員說,“要使其成為一種商業化產品,我們可以用乙醇填充我們的罐子,電極必須高效。與此同時,我們不想要非常昂貴的電極或不環保的合成聚合物基板,因為這違背了整個目的。我們希望為燃料電池生產過程和制造燃料電池本身尋找綠色環保物質。”
研究人員專注于燃料電池的陽極,促使乙醇或其他原料被氧化。目前燃料電池廣泛使用鉑作為催化劑。但是鉑在使用一段時間后會因“中毒”而失去催化能力,同時又很昂貴。
有鑒于此,在最新研究中,科學家們使用黃金作為催化劑。但它們沒有使用導電聚合物、金屬有機框架或其他復雜材料將金沉積在電極表面,而是使用姜黃素,因為它具有獨特的結構。姜黃素用于裝飾金納米粒子以使其穩定,在納米粒子周圍形成多孔網絡。科學家將姜黃素金納米顆粒沉積在電極表面,使用電流比之前的研究低100倍。
Raoj解釋稱,沒有姜黃素涂層,金納米顆粒會團聚,這樣會減少暴露在化學反應中的表面積。
“沒有這種姜黃素涂層,性能很差。我們需要這種涂層來穩定和創造納米顆粒周圍的多孔環境,然后它們在乙醇氧化方面發揮超級作用。”他補充說。
“下一步是擴大這一過程的規模,并與能夠實際制造燃料電池并建造燃料電池堆的工業合作者合作,進行真正的應用。”他繼續說,“但這項研究可能比改進的燃料電池具有更廣泛的意義。該電極的獨特特性可以使其在傳感器、超級電容器等方面的未來應用中發揮作用。”
6月20日,第四代吉利醇氫電動轎車交車儀式在張家口市民廣場舉行,首批36輛醇氫電動轎車正式交付,主要應用于當地出租車行業。據了解,張家口市大力鼓勵出租車經營者自愿更換電動出租車。目前,全市電動出租車保有量達1137輛,位居全省前列。 近年來,張家口市鞏固國家公交都市建設示范城市創建成果,加快構建綠色交通體系,推進新能源在城市公交、出租車和配送領域的推廣使用,不斷優化城市綠色出行環境,推動交通結構綠色低碳轉型。 筆者在張家口市橋西區展覽館公交站看到,一輛輛車牌上印有“F”標識的氫燃料電池公交車從身邊駛過,成為一道亮麗風景線。“目前,全市擁有綠色能源公交車2050輛,占公交車輛總數的90.4%,主城區綠色能源公交車輛占比100%。”張家口市交通運輸局相關負責人介紹,該市已投運氫燃料電池公交車444輛,位居全國首位。 該市不斷豐富氫能交通應用場景,氫燃料電池重卡已應用于當地煤炭運輸服務以及建筑垃圾倒運領域。目前,該市有氫燃料電池提供動力的物流車725輛、牽引車3輛、倉柵車40輛。“動力系統由本地企業生產制造,具有快速加氫、功率高、續航里程長等優勢。”張家口億華通動力科技有限公司品牌部負責人李靖介紹,氫燃料電池重卡每加滿一次燃料...