乔治亚理工与中国、沙特合作研发燃料电池多相催化剂

据外媒报道，格鲁吉亚理工学院的研究人员和他们来自中国和沙特阿拉伯的同事共同开发了一种多相催化剂，该催化剂符合合理设计的要求，可以大大改善最新固体氧化物燃料电池阴极的氧还原动力学。

这种催化剂适用于其他储能和转换系统，包括金属-空气电池、超级电容器、电解槽、染料敏化太阳能电池和光催化。这种催化剂可以用作厚度仅为24纳米的涂层，并包含两种相互连接的纳米技术解决方案。首先，它的纳米粒子非常容易吸引氧原子，从而捕获氧分子，从而流入的电子可以与它们快速反应，从而还原阳分子并将它们分裂成两个单独的氧离子（均为O2-）。然后，在纳米粒子结构中会形成所谓的氧空位，阳离子会被吸附，从而使后者进入催化剂的第二相。第二阶段是涂层，该涂层富含氧空位，因此阳离子可以快速穿过涂层并到达其最终位置。氧离子可以快速通过并进入燃料电池后，电离的氢或另一种电子供体（如甲烷或天然气）会与阳离子反应，然后生成水，最终流出燃料电池。如果氧离子与甲烷发生反应，就会释放出纯二氧化碳，这些二氧化碳可以被捕获并回收，然后返回燃料电池。在第一阶段，有两种不同类型的纳米颗粒在起作用。这两种纳米颗粒都含有钴，这两种纳米粒子还分别含有钡和镨。如果当前的燃料电池要在高工作温度下使用，它需要包含昂贵的保护涂层和冷却材料。然而，研究人员认为，这种催化剂可能有助于降低电池的工作温度，主要是因为它可以降低当前燃料电池化学物质固有的电阻，这可能会降低其材料的总成本。在第二阶段中，催化剂为晶格，其中含有钡、镨、钙和钴（PBCC）。除了催化功能外，PBCC涂层还可以防止电池的阴极退化，从而缩短电池或类似设备的使用寿命。最关键的阴极材料包括镧、锶、钴和铁（LSCF）等金属，这些金属已成为行业的标准材料。LSCF的制造体系相当完善。如果将新的催化剂添加到这类产品中，则可以实现上述功能。研究人员也在考虑使用新的催化剂材料，目前正在开发另一种催化剂，以促进燃料电池阳极的氧化反应。据外媒报道，格鲁吉亚理工学院的研究人员和他们来自中国和沙特阿拉伯的同事共同开发了一种多相催化剂，该催化剂符合合理设计的要求，可以大大改善最新固体氧化物燃料电池阴极的氧还原动力学。

这种催化剂适用于其他储能和转换系统，包括金属-空气电池、超级电容器、电解槽、染料敏化太阳能电池和光催化。这种催化剂可以用作厚度仅为24纳米的涂层，并包含两种相互连接的纳米技术解决方案。首先，它的纳米粒子非常容易吸引氧原子，从而捕获氧分子，从而流入的电子可以与它们快速反应，从而还原阳分子并将它们分裂成两个单独的氧离子（均为O2-）。然后，在纳米粒子结构中会形成所谓的氧空位，阳离子会被吸附，从而使后者进入催化剂的第二相。第二阶段是涂层，该涂层富含氧空位，因此阳离子可以快速穿过涂层并到达其最终位置。氧离子可以快速通过并进入燃料电池后，电离的氢或另一种电子供体（如甲烷或天然气）会与阳离子反应，然后生成水，最终流出燃料电池。如果氧离子与甲烷发生反应，就会释放出纯二氧化碳，这些二氧化碳可以被捕获并回收，然后返回燃料电池。在第一阶段，有两种不同类型的纳米颗粒在起作用。这两种纳米颗粒都含有钴，而这两种纳米粒子……

还分别含有钡和镨。如果当前的燃料电池要在高工作温度下使用，它需要包含昂贵的保护涂层和冷却材料。然而，研究人员认为，这种催化剂可能有助于降低电池的工作温度，主要是因为它可以降低当前燃料电池化学物质固有的电阻，这可能会降低其材料的总成本。在第二阶段中，催化剂为晶格，其中含有钡、镨、钙和钴（PBCC）。除了催化功能外，PBCC涂层还可以防止电池的阴极退化，从而缩短电池或类似设备的使用寿命。最关键的阴极材料包括镧、锶、钴和铁（LSCF）等金属，这些金属已成为行业的标准材料。LSCF的制造体系相当完善。如果将新的催化剂添加到这类产品中，则可以实现上述功能。研究人员也在考虑使用新的催化剂材料，目前正在开发另一种催化剂，以促进燃料电池阳极的氧化反应。

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