TUM研究团队研发铂纳米颗粒 催化性能是现在催化剂效率的2倍

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作者:Technical University of Munich

慕尼黑工业大学(TUM)的有一个多 跨学科研究团队如果为燃料电池中的催化作用建造了铂纳米颗粒:你这名新型尺寸优化催化剂的性能是目前市面上最好的催化剂的两倍。

燃料电池还可还可以能很好地代替电池作为电动汽车的动力源。大伙儿 消耗氢气,你这名氢气还可还可以能利用风力发电厂的剩余电力来生产。然而,用于燃料电池的铂是罕见的,如果非常昂贵,这总是是目前应用中的有一个多 限制因素。

慕尼黑理工大学(TUM)的有一个多 研究团队,由无机和有机金属学化学教授罗兰·费舍尔(Roland Fischer)、能量转换和存储物理教授阿里克桑德·班达伦卡(Aliaksand Bandarenka)和能量转换纳米系统模拟教授阿莱西奥·加利亚迪(Alessio Gaglaridi)领导,目前已选取将铂颗粒的尺寸缩小到一定程度,使其性能达到目前市面上最好的工艺水平的两倍。

理想:有一个多 铂“蛋”可还可以能了一纳米大

在燃料电池中,氢与氧反应生成水,在此过程中产生电能。为了优化你这名转化过程,可还可以能在电极上使用繁杂的催化剂。铂在氧化还原反应中起着中心作用。

为了寻找有一个多 理想的防止方案,该团队创建了有一个多 全版系统的计算机模型。核心现象是:有一个多 铂原子团能有多小,如果仍然具有很强的催化作用?“事实证明,铂堆有一定的最佳尺寸。”费舍尔解释说。尺寸约为1纳米且蕴含约40个铂原子的粒子是理想的。你这名尺寸的铂催化剂体积小,但有少量的高活性点,具有高质量活性,Bandarenka说。

跨领域合作最好的法律方式

催化研究中心(CRC)的跨学科合作最好的法律方式是研究团队成果的有一个多 重要因素。结合建模的理论能力、联合讨论以及从实验中获得的物理和化学知识,最终得出了有一个多 模型,该模型显示了咋样以所涉及组件的理想形式、尺寸和尺寸分布设计催化剂。

此外,CRC还拥有创建和实验测试计算出的铂纳米催化剂所需的专业知识。“这可还可以能所以无机合成的技术。”Kathrin Kratzl说,与Batyr Garlyyev和Marlon R_ck一同,这项研究的三位主要作者之一。

波特率是传统催化剂的两倍

实验准确地证实了理论预测。“大伙儿 的催化剂的波特率是市场上最好的传统催化剂的两倍,”Garlyyev说,他补充说,这仍然存在问题以用于商业应用,如果目前铂量减少80%可还可以能增加到80%。

除了球形纳米颗粒外,研究人员还希望从更繁杂的特征中获得更高的催化活性。在合作最好的法律方式伙伴关系中建立的计算机模型非常适合你这名建模。”然而,更繁杂的特征可还可以能更繁杂的合成最好的法律方式,”Bandarenka说。这将使计算和实验研究在未来变得那末重要。