

來源(yuán):北青網-北京青年報
美國喬治亞理工學(xué)院的科學家已經(jīng)發明一種納米纖維,能(néng)夠幫助下一代充電(diàn)電池,提高水電解製氫的效率。
該項研究描述了一種雙鈣鈦(tài)礦型納米纖維的研發,它能成為超快析氧反應OER中的催化劑,而超快析氧反應正是氫基能源和較新的金屬空氣電池中的一種(zhǒng)內部電化學反應過程。
鈣鈦礦是這種纖維催化劑的晶體結構,它的存在和構成形式對於增強催化劑的活性和耐用度都至關(guān)重要。在合成新纖維的過程中,研究者使用了一種名為“共摻”或“結構調整”的(de)技(jì)術(shù),將催化劑的活性直接提高了4.7倍。以靜電紡絲方(fāng)式製成的鈣鈦礦氧(yǎng)化物的纖維直徑可達(dá)到20納米,創下了迄今為止,此類型纖維zui薄直徑的紀(jì)錄。
研究者發現,與已有的催化劑相比,新纖維增強析氧反應的能力更強,該納米纖維的單位(wèi)質量催化活性比初的粉末催化劑強72倍,是*氧化銥(yī)催(cuī)化劑的2.5倍。按目前的標準計算,堪稱全美的催化劑。而空氣(qì)電池雖也是化學(xué)電池,但(dàn)它以金屬(shǔ)為(wéi)負極,使(shǐ)用活(huó)性炭吸附(fù)空(kōng)氣中的氧完成電(diàn)解質中的放(fàng)電反應。梅林·柳是佐治亞理工(gōng)學院材料科學與工程係終(zhōng)身教授,他(tā)表示,金屬空氣電池比現有電池(chí)能在更小空間內存儲更多能量,納米纖維作為催(cuī)化劑加入後,將使得可充電金屬電池更加強大。
如今,人們已能熟練(liàn)地以(yǐ)各種設備使用風能、太陽能和地熱能,隻是這些可再生能量是間歇性的,自然外力停(tíng)止時就需要采取措施將富餘的能量(liàng)儲存(cún)起來。當前能夠(gòu)大量儲(chǔ)能的電池都(dōu)十(shí)分(fèn)昂貴。然而優良催化劑的出現能夠加速電化學反應,提升水解電效率(lǜ),並以成本較低的優勢降低電池售價,實(shí)踐可持續(xù)發展理念。
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