韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)研發(fā)新型催化劑,攻克氫燃料汽車電池腐蝕問題

當(dāng)自行車在雨中被打濕后，車架和車鏈就會(huì)被腐蝕或生銹，從而縮短自行車的使用壽命，因此需要定期涂油防止此種情況的發(fā)生。電池是通過分別觸發(fā)氧化和還原反應(yīng)，移動(dòng)電子以產(chǎn)生電能的裝置，但是被暴露在氧氣中時(shí)也會(huì)被腐蝕。那么，給電池涂上潤(rùn)滑油可以防止生銹嗎？

8月13日消息，據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)（POSTECH）材料科學(xué)與工程專業(yè)的教授Yong-TaeKim與博士生SangMoonJung領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組采用一種結(jié)合了鉑和氫鎢青銅的催化劑（Pt/HxWO3），解決了氫燃料汽車不使用時(shí)燃料電池的腐蝕問題。此種催化劑已被證明，可以促進(jìn)氫的氧化反應(yīng)以及選擇性抑制氧還原反應(yīng)（ORR）。

隨著環(huán)保型氫燃料汽車變得越來越普遍，世界各地提高燃料電池性能的研發(fā)競(jìng)賽也變得越來越激烈。燃料電池是氫燃料汽車的核心。與一旦啟動(dòng)就不會(huì)停止運(yùn)行的發(fā)電類燃料電池相比，汽車燃料電池的性能會(huì)非常低，因?yàn)闀?huì)間歇性停止工作。當(dāng)汽車點(diǎn)火被關(guān)閉，就會(huì)發(fā)生氧還原反應(yīng)，空氣暫時(shí)被引入到電池的陽極，隨著陰極電位瞬時(shí)激增，陰極成分的腐蝕會(huì)加速。

該研究團(tuán)隊(duì)專注于金屬絕緣體過渡（MIT）現(xiàn)象，該現(xiàn)象可以根據(jù)周邊的環(huán)境，選擇性地改變材料的電導(dǎo)率，以解決汽車燃料電池的退化問題。

研究人員特別關(guān)注于氧化鎢（WO3）。一般而言，氧化鎢被用作電子變色材料，可通過插入和還原質(zhì)子改變電導(dǎo)率。在汽車正常工作時(shí)利用氧化鎢的MIT現(xiàn)象，通過插入一個(gè)質(zhì)子，在維持H-WO3（導(dǎo)體）轉(zhuǎn)態(tài)的同時(shí)產(chǎn)生電極反應(yīng)。然后，當(dāng)汽車點(diǎn)火停止時(shí)，混合空氣會(huì)被引入，使氧氣壓力升高，并將其變成WO3（次導(dǎo)體），使電極反應(yīng)停止，從而解決了陰極腐蝕的問題。

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在MEA汽車電池評(píng)估中，當(dāng)汽車處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，與傳統(tǒng)的商用Pt/C催化劑材料相比，此種由金屬絕緣體過渡現(xiàn)象所產(chǎn)生的Pt/HxWO3選擇性氫氧化反應(yīng)（HOR）催化劑的耐久性高出2倍多。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的Yong-TaeKim教授表示：“該項(xiàng)研究極大地提升了汽車燃料電池的耐久性，此類研究成果有望進(jìn)一步推出氫燃料汽車的商業(yè)化。”中機(jī)車輛技術(shù)服務(wù)中心