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纳米纤维催化剂,让电解水来得更快

发布时间:2018-09-11      点击次数:2018

来源:北青网-北京青年报

 

美国乔治亚理工学院的科学家已经发明一种纳米纤维,能够帮助下一代充电电池,提高水电解制氢的效率。

 

该项研究描述了一种双钙钛矿型纳米纤维的研发,它能成为超快析氧反应OER中的催化剂,而超快析氧反应正是氢基能源和较新的金属空气电池中的一种内部电化学反应过程。

 

钙钛矿是这种纤维催化剂的晶体结构,它的存在和构成形式对于增强催化剂的活性和耐用度都至关重要。在合成新纤维的过程中,研究者使用了一种名为“共掺”或“结构调整”的技术,将催化剂的活性直接提高了4.7倍。以静电纺丝方式制成的钙钛矿氧化物的纤维直径可达到20纳米,创下了迄今为止,此类型纤维zui薄直径的纪录。

 

研究者发现,与已有的催化剂相比,新纤维增强析氧反应的能力更强,该纳米纤维的单位质量催化活性比初的粉末催化剂强72倍,是*氧化铱催化剂的2.5倍。按目前的标准计算,堪称全美的催化剂。而空气电池虽也是化学电池,但它以金属为负极,使用活性炭吸附空气中的氧完成电解质中的放电反应。梅林·柳是佐治亚理工学院材料科学与工程系终身教授,他表示,金属空气电池比现有电池能在更小空间内存储更多能量,纳米纤维作为催化剂加入后,将使得可充电金属电池更加强大。

 

如今,人们已能熟练地以各种设备使用风能、太阳能和地热能,只是这些可再生能量是间歇性的,自然外力停止时就需要采取措施将富余的能量储存起来。当前能够大量储能的电池都十分昂贵。然而优良催化剂的出现能够加速电化学反应,提升水解电效率,并以成本较低的优势降低电池售价,实践可持续发展理念。

 

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