高效低成本的新型碳氢燃料电池

【据sciencedaily网站7月18日报道】天燃气燃料电池的商业化终于来临了，这要归功于，最近成功开发出的金属电极，它能在燃料中长期地保持稳定的特点。使用这一材料的优点包括，利用内部变化的金属作为，运行条件下的燃料电池进行更深入的化学反应的催化剂。

这一突破来自，由蔚山国家科学技术研究所的能源化学工程部门的金泰君教授作为领导，联合淑明女子大学的辛教授，首尔大学的韩教授等其他几名教授一起合作进行的研究。他们的研究成果发表在，《自然通讯》七月那一期的在线版上，已显现出备选作为下一代直接碳氢固态氧化燃料电池技术的光明前景。

一个固态燃料电池就是一个电化学转化设备，它通过氧化燃料产生电能。固态燃料电池(SOFC)仍然成为争相开发的课题，是由于其有令人难以割舍的比较优势，如良好的稳定性、获取燃料的便利性、较低的排放量、及相对较低的成本。SOFCs由于其能够将所用的消耗热量的利用率提高到90%以上，因而可能成为下一代燃料电池。然而，SOFCs一直以来不能成功商业化应用，主要与已开发的碳氢燃料内的电极材料的高生产成本障碍分不开。

金教授通过开发出一种能直接使用碳氢燃料的新阳极材料(催化剂)，解决了氢的安全问题，该碳氢燃料就是我们所知的液化天燃气，即LPG。利用这一新开发的催化剂，SOFC不需要将碳氢燃料另外转化成氢，就可直接利用碳氢燃料来进行燃料电池的运行。

在研究中，研究团队认为，过渡金属从处于还原气氛中的新阳极材料中形成出溶。通常过渡金属在SOFC中充当燃料进行氧化反应的催化剂。他们还报道，在钙钛矿表面出溶的Co及Ni纳米颗粒表现出很好的稳定性，没有出现明显的性能下降。而且在800摄氏度的氢气分子条件下，单个电池能产生1.2瓦每平方厘米的能量密度，是传统电极材料的两倍(传统是0.6瓦每平方厘米)。

“尽管存在一些阳极材料，它们在初始阶段表现出良好特性，但由于它们的长期稳定性差，并且生产工艺复杂，当用碳氢化合物直接作燃料时，就不能可靠地运行，”论文的作者，金教授说，“新的阳极材料简化了生产工艺，而且能保持很好的稳定性，因此它有望能加快SOFC的商用化。”

据研究团队介绍，他们的发现成果，为理解含有钙钛矿的过渡金属(锰、钴、镍、铁)内出溶变化趋势，及为燃料的改善和电氧化反应设计高效的钙钛矿氧化物催化剂，提供了一个线索。

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