减少铂需求80%,香港研发全球最耐久的氢燃料电池

如果打造更便宜、效率更高的氢燃料电池?现在香港研究团队研发一款崭新的氢燃料电池,不仅刷新了最高耐久性记录,且更具成本效益。

氢燃料电池利用氢及氧来发电,发电过程不会产生二氧化碳、悬浮粒子及其他有机会引致烟雾及健康问题的空气污染物,排放出来的只有水,因此过去一直以来被视为较干净的供电来源,只是由于氢燃料电池依赖的催化剂,多由昂贵的铂制成,至今未能大规模商业化。

科学家们一直努力寻找铁-氮-碳等较常见且便宜的铂替代品,但都面临到发电性能与耐久性问题,但香港科技大学已经提出解决方案,不仅大幅降低催化剂的所需的80%铂含量,更刷新氢燃料电池发电耐久性的世界纪录。

(图片来源:香港科技大学)

研究指出,经过十万次电压循环的加速压力测试后,催化效率仍维持在97%,相较之下,一般催化剂经过三万次的加速压力测试后,通常效率会大砍50%以上,而团队的另一项测试也显示出新型氢燃料电池的良好表现,使用新型混合催化剂后,即使持续运行超过200小时,催化效果也没有出现下降。

团队指出,良好表现其中一个原因是它有三个不同类型的活性中心(active site)进行催化作用,较只有一个活性中心的传统催化剂多。由原子分散的铂、单原子铁,以及铂铁合金纳米粒子所组成的新型混合催化剂,可以加快催化速度,产生的催化作用也较铂催化剂高出3.7倍。理论上,催化性能愈好,燃料电池所产生的功率也会愈大。

科大化学及生物工程学系邵敏华教授表示,要创建一个碳中和的社会,采用氢燃料电池这种绿色能源转换设备是有必要的。面对严峻的气候危机,绿色能源的应用必需进一步加强。

(首图来源:Flickr/JOHN LLOYDCC BY 2.0)