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                不必再糾結氫!“姜黃素+黃金”解鎖乙醇燃料電池 更環保且高效

                時間:2022年05月09日 15:46:37 中財網
                  姜黃,一種在大多數廚房中都能找到的香料,但其含有一種提取物,可以用于制造更安全、更高效的燃料電池。

                  美國克萊姆森納米材料研究所(CNI)的研究人員和來自印度(Sri Sathya Sai)高等教育研究所(SSSIHL)的合作者發現了一種將姜黃素(姜黃中的物質)和金納米粒子結合起來的新方法,他們制造出了新型納米復合材料,讓電極可以充放電100多次,可以有效地將乙醇轉化為電能。

                  雖然研究團隊必須做更多的測試,但這一發現使取代氫作為燃料電池原料的工作更近了一步。

                  “在堿性介質中醇氧化的所有催化劑中,我們制備的催化劑是迄今為止最好的,”CNI的創始主任兼理學院的RA Bowen物理學教授Apparao Rao說。

                  燃料電池通過化學反應而不是燃燒來發電。它們被用于為車輛、建筑物、便攜式電子設備和備用電力系統提供動力。

                  氫燃料電池效率高,不會產生溫室氣體。雖然氫是宇宙中最常見的化學元素,但它必須從天然氣和化石燃料等物質中提取,因為在地球上,它只以液體、氣體或固體的形式與其他元素以復合形式存在。必要的提取增加了氫燃料電池的成本和環境影響。

                  此外,燃料電池中使用的氫是一種壓縮氣體,給存儲和運輸帶來了挑戰。而乙醇是一種由玉米或其他農業基礎飼料制成的酒精,比氫更安全,更容易運輸,因為它是液體。

                  研究人員說,“要使其成為一種商業化產品,我們可以用乙醇填充我們的罐子,電極必須高效。與此同時,我們不想要非常昂貴的電極或不環保的合成聚合物基板,因為這違背了整個目的。我們希望為燃料電池生產過程和制造燃料電池本身尋找綠色環保物質?!?br />
                  研究人員專注于燃料電池的陽極,促使乙醇或其他原料被氧化。目前燃料電池廣泛使用鉑作為催化劑。但是鉑在使用一段時間后會因“中毒”而失去催化能力,同時又很昂貴。

                  有鑒于此,在最新研究中,科學家們使用黃金作為催化劑。但它們沒有使用導電聚合物、金屬有機框架或其他復雜材料將金沉積在電極表面,而是使用姜黃素,因為它具有獨特的結構。姜黃素用于裝飾金納米粒子以使其穩定,在納米粒子周圍形成多孔網絡??茖W家將姜黃素金納米顆粒沉積在電極表面,使用電流比之前的研究低100倍。

                  Raoj解釋稱,沒有姜黃素涂層,金納米顆粒會團聚,這樣會減少暴露在化學反應中的表面積。

                  “沒有這種姜黃素涂層,性能很差。我們需要這種涂層來穩定和創造納米顆粒周圍的多孔環境,然后它們在乙醇氧化方面發揮超級作用?!彼a充說。

                  “下一步是擴大這一過程的規模,并與能夠實際制造燃料電池并建造燃料電池堆的工業合作者合作,進行真正的應用?!彼^續說,“但這項研究可能比改進的燃料電池具有更廣泛的意義。該電極的獨特特性可以使其在傳感器、超級電容器等方面的未來應用中發揮作用?!?
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