記者從常州大學獲悉,該校石油化工學院銀鳳翔、陳標華課題組基于鐵、氮、碳三種廉價元素,成功設計并制備出一種高效納米催化劑,有望推動新一代燃料電池和鋰-空氣電池的商業化。
相關成果近日在國際材料化學頂級刊物《先進功能材料》上在線發表。
據銀鳳翔教授介紹,燃料電池和鋰-空氣電池是新一代大容量環保型電池。它們的規模化應用對滿足日益增長的能源需求、優化能源結構具有重要意義,但由于缺乏廉價的高效催化劑,這兩種電池的商業化發展一直受到制約。
“我們以前做鈷金屬催化劑,但近年來鈷的價格上漲,給商業化帶來很大困難,就想能否用一些經濟實惠、來源廣泛的材料來做催化劑。”銀鳳翔說,課題組經過不斷試驗,精確調控了含鋅和含鐵金屬有機骨架的比例,發揮了這兩種骨架各自的優勢,進而實現調控催化劑內部精細結構的目的。
相關理論計算和實驗結果均表明,課題組合成出的催化劑在堿性電解質中的催化活性和穩定性兩項指標均超過貴金屬催化劑,也在氫-氧燃料電池和鋰-空氣電池上表現良好。
為什么有了動力電池汽車,還要發展氫燃料汽車?這是我們要面對的一個問題,誠然,動力電池汽車只需要一個點電池組驅動電動機就可以運營,成本和技術的門檻相對較低,但是,從環保的角度來看,日本、韓國的企業特別的偏好氫燃料電池。
動力電池的來源是電能,平常我們進行充電,然后在車上進行放電,看上去很清潔,畢竟沒有尾氣的排放,但是我國的能源結構表示,70%左右的電力都是由火力發電站所產生的,火力發電帶來的污染大家都有所了解,所以,所謂的清潔的電動汽車,其實不清潔。
我們國家也意識到了環保的問題,所以在逐步停止了電動汽車的補貼力度的同時開始大力的補貼燃料電池汽車,6月6日,工信部發文,宣布7 款燃料電池車型入選《享受車船稅減免優惠的節約能源 使用新能源汽車車型目錄》。
上海嘉定區也開始規劃了氫燃料電池汽車產業集聚區,副區長甚至宣稱,抓住了氫燃料汽車,就抓住了新能源汽車的終極未來,可見氫燃料電池從前景上看是更加優于動力電池汽車的。預計到2025年,嘉定區的氫燃料電池的全產業鏈會超過500億元。
銀鳳翔表示,新成果不僅拓展了金屬有機骨架在能量轉化和儲存領域的應用,更為開發高效低廉的催化劑打開了大門,有望逐步替代貴金屬催化劑,推動燃料電池和鋰-空氣電池的規模化發展。
“科研道路沒有捷徑,成果的取得經歷了一次次實驗,凝聚了課題組全體成員的心血。”銀鳳翔說,“搞科研是沒有朝九晚五的,我們還將繼續研究,造福社會。”