Forskere finder en måde at hjælpe brændselsceller med at fungere bedre, holde sig ren i kulden

I en undersøgelse at publicere i Natur den 31. januar, forskere ved University of Science and Technology of China (USTC) rapporterer fremskridt i udviklingen af ​​brintbrændselsceller, der kan øge dets anvendelse i køretøjer, især i ekstreme temperaturer som kolde vintre.

Brint betragtes som en af ​​fremtidens mest lovende rene energikilder. Brintbrændselsceller har høj energiomdannelseseffektivitet og nul emissioner. Men udviklingen af ​​brintbrændselsceller står over for mange udfordringer, herunder spørgsmålet om kulilte (CO)-skader på brændselscelleelektroderne.

I øjeblikket, brint er hovedsageligt afledt af processer som dampreformering af kulbrinter, såsom methanol og naturgas, og vandgasskiftreaktion. Den resulterende brint indeholder sædvanligvis 0,5 procent til 2 procent af spor CO. Som "hjertet" af brintbrændselscellekøretøjer, brændselscelleelektroder forurenes let af CO-gasurenhed, resulterer i reduceret batteriydelse og forkortet levetid, som alvorligt hæmmer anvendelsen af ​​brændselsceller i køretøjer.

Tidligere forskning har identificeret en metode kaldet præferentiel oxidation (PROX) som en lovende måde at fjerne spormængder af CO fra brint ved at bruge katalysatorer. Imidlertid, eksisterende PROX-katalysatorer kan kun arbejde i høje temperaturer (over stuetemperatur) og inden for et snævert temperaturområde, hindrer praktiske anvendelser såsom brændselscellekøretøjer, som skal være pålidelig selv i vintermånederne.

Nu, et USTC-hold ledet af Junling Lu, professor ved Hefei National Laboratory for Physical Sciences på mikroskalaen, har designet en ny struktur af atomisk dispergeret jernhydroxid på platinnanopartikler for at rense brintbrændstof over et bredt temperaturområde på 198 til 380 grader Kelvin. De fandt også ud af, at materialet ydede beskyttelse af brændselsceller mod CO-forgiftning under både hyppige koldstarter og kontinuerlige operationer i ekstremt kolde temperaturer.

"Disse resultater kan i høj grad fremskynde ankomsten af ​​brintbrændselscellebilens æra, " sagde Prof. Lu. "Vores ultimative mål er at udvikle en omkostningseffektiv katalysator med høj aktivitet og selektivitet, der giver kontinuerlig brændselscellebeskyttelse om bord, og som muliggør fuldstændig og 100 procent selektiv CO-fjernelse i en brændselscelle, der kan bruges til bredere formål."

En referent af artiklen kommenterede:"Når man sammenligner med andre katalysatorsystemer rapporteret i litteraturen, denne omvendte enkeltatomkatalysator fremstår bedst med hensyn til aktivitet, selektivitet, og stabilitet i CO2-holdige strømme."