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Chemists report promising advance in fue

  化学家报告有希望在燃料方面取得进

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由布朗大学化学家创造的用于燃料电池反应的多金属纳米粒子使用钯核和铁铂壳。布朗大学Sun Shouheng实验室
制造能够有效运行并持续很长时间的催化剂是将燃料电池技术从实验台带到装配线的一大障碍。贵金属铂是许多研究人员的首选,但铂金有两个主要缺点:昂贵,随着时间的推移,铂电池反应会崩溃。在一项新的研究中,布朗大学的化学家报告了一个有希望的进展。他们创造了一个独特的核心和壳纳米粒子,使用的铂少得多,但在燃料电池反应的阴极端比在商业上可获得的纯铂催化剂更有效且持续时间更长。这种被称为氧还原反应的化学反应发生在燃料电池的阴极,造成水成为其唯一的废物,而不是由内燃系统产生的全球变暖的二氧化碳。布朗公司化学教授孙承恒(音译)说,阴极也是高达40%的燃料电池效率损失的原因,因此这是使燃料电池成为内燃机和电池更有竞争力的技术的关键一步。 “美国化学学会杂志”的论文作者。研究小组,包括布朗研究生和合作者Vismadeb Mazumder以及来自田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员创建了一个五纳米钯(Pd)核,并用一个由铁和铂(FePt)。 Mazumder说,这个诀窍是塑造一个能够保持其形状并且需要最少量铂金的壳来拉开有效的反应。该小组通过分解五羰基铁[Fe(CO)5]和还原乙酰丙酮铂[Pt(acac)2],在2000年的一篇科学论文中首次报道了这一技术。结果是一个只使用了30%的铂金的外壳,虽然研究人员说他们希望他们能够制造更薄的外壳,使用更少的铂金。如果我们不使用五羰基铁,那么铂(钯)核上就不会形成铂,Mazumder说。研究人员首次证明,他们可以始终如一地生产独特的核壳结构。在实验室测试中,在相同的催化剂重量下,钯/铁 - 铂纳米颗粒比市售纯铂催化剂产生的电流多12倍。输出也一致的超过10,000次循环,至少比商用铂金型号在1000次循环后开始恶化的时间长十倍。该团队创造了宽度从1纳米到3纳米的铁铂金壳。在实验室测试中,该组发现1纳米炮弹表现最好。这是一个很好的证明,核心和壳的催化剂可以在实验室中容易地以半克制得,他们反应活跃,而且他们最后一次,Mazumder说。下一步是将其扩大用于商业用途,我们相信我们将能够做到这一点。马苏德和太阳正在研究为什么钯核增加了铂铁的催化能力,虽然他们认为这与核壳和金属之间的电子转移有关。为此,他们试图使用比钯更活泼的化学活性金属作为核心来确认核壳结构中电子的转移及其对催化剂功能的重要性。
 

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