鉅大LARGE | 點擊量:679次 | 2021年11月01日
URC與斯坦福研發(fā)新催化劑材料 可用于PEM燃料動力鋰電池
據(jù)外媒報道,美國加州大學(xué)河濱分校(UniversityofCalifornia,Riverside,UCR)的研究人員與斯坦福大學(xué)的同事們將一維多孔摻氮石墨化碳纖維(1Dporousnitrogen-dopedgraphiticcarbonfibers)嵌入到氧化還原反應(yīng)(oxygenreductionreaction,ORR)活性催化劑組分中(M/MOx,即:金屬或金屬氧化物納米顆粒物),從而加工出價格低廉、能效高、經(jīng)久耐用的質(zhì)子交換膜燃料動力鋰電池(PEMfuelcells)。
研究團隊在期刊Small中談及了多孔摻氮石墨化碳纖維中的金屬/金屬氧化物,特別是Co3O4物質(zhì),其具有超強的穩(wěn)定性及觸媒甲醇容忍性(methanoltolerance)。
該研究的牽頭人為美國加州大學(xué)河濱分校伯恩斯工程學(xué)院(MarlanandRosemarybournsCollegeofEngineering)能源創(chuàng)新專業(yè)WinstonChung講席教授DavidKisailus牽頭,研究人員利用靜電紡絲聚丙烯腈(electrospinningpolyacrylonitrile)纖維形成一維納米結(jié)構(gòu)。
該類纖維還含有過渡金屬(鈷、鎳、鐵)鹽類物質(zhì),可在還原氣氛(reducingatmosphere)下完成退火解決(annealing),旨在提升納米金屬顆粒物/納米簇的屈服強度,在接近800攝氏度的環(huán)境下對周邊聚合物矩陣的石墨化(graphitization)起到催化用途。
隨后,還會進(jìn)行退火解決,使金屬納米顆粒物氧化,從而出現(xiàn)內(nèi)部連通的石墨—金屬氧化物架構(gòu),該架構(gòu)的孔道大、活性部位(催化部位,activesites)數(shù)量多,且比表面積較高(specificsurfacearea)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Kisailus與其團隊正與斯坦福大學(xué)合作,經(jīng)實驗證實,該款新材料的表現(xiàn)可媲美業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)材料——鉑-碳體系,而其成本則相對較低。
Kisailus表示,該款納米復(fù)合物催化材料得益于其石墨纖維材質(zhì)本身,可供應(yīng)額外的強度及耐用性,從而將其作為燃料動力鋰電池催化劑來使用,將來還能被用作結(jié)構(gòu)件。