URC與斯坦福研發(fā)新催化劑材料 可用于PEM燃料電池

　　據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)加州大學(xué)河濱分校(University of California， Riverside，UCR)的研究人員與斯坦福大學(xué)的同事們將一維多孔摻氮石墨化碳纖維(1D porous nitrogen-doped graphitic carbon fibers)嵌入到氧化還原反應(yīng)(oxygen reduction reaction，ORR)活性催化劑組分中(M/MOx，即：金屬或金屬氧化物納米顆粒物)，從而生產(chǎn)出價(jià)格低廉、能效高、經(jīng)久耐用的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEM fuel cells)。

　　研究團(tuán)隊(duì)在期刊Small中談及了多孔摻氮石墨化碳纖維中的金屬/金屬氧化物，特別是Co3O4物質(zhì)，其具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性及觸媒甲醇容忍性(methanol tolerance)。

　　該研究的牽頭人為美國(guó)加州大學(xué)河濱分校伯恩斯工程學(xué)院(Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering)能源創(chuàng)新專業(yè)Winston Chung講席教授David Kisailus牽頭，研究人員利用靜電紡絲聚丙烯腈(electrospinning polyacrylonitrile)纖維形成一維納米結(jié)構(gòu)。

　　該類纖維還含有過(guò)渡金屬(鈷、鎳、鐵)鹽類物質(zhì)，可在還原氣氛(reducing atmosphere)下完成退火處理(annealing)，旨在提升納米金屬顆粒物/納米簇的屈服強(qiáng)度，在接近800攝氏度的環(huán)境下對(duì)周邊聚合物矩陣的石墨化(graphitization)起到催化作用。

　　隨后，還會(huì)進(jìn)行退火處理，使金屬納米顆粒物氧化，從而產(chǎn)生內(nèi)部連通的石墨—金屬氧化物架構(gòu)，該架構(gòu)的孔道大、活性部位(催化部位，active sites)數(shù)量多，且比表面積較高(specific surface area)。

　　Kisailus與其團(tuán)隊(duì)正與斯坦福大學(xué)合作，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，該款新材料的表現(xiàn)可媲美業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)材料——鉑-碳體系，而其成本則相對(duì)較低。

　　Kisailus表示，該款納米復(fù)合物催化材料得益于其石墨纖維材質(zhì)本身，可提供額外的強(qiáng)度及耐用性，從而將其作為燃料電池催化劑來(lái)使用，未來(lái)還能被用作結(jié)構(gòu)件。