鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3528次 | 2019年04月09日
燃料電池及其催化劑的介紹
問:你們團(tuán)隊(duì)取得的成果,是能媲美鉑基催化劑的催化效果,成本又相對(duì)低廉的催化材料嗎?
楊植博士:可以這樣理解,但不完全正確。我們團(tuán)隊(duì)研究非貴金屬催化劑已經(jīng)有四五年了,目前的成果主要是用碳材料制備催化劑,由于是實(shí)驗(yàn)室少量制備,所以生產(chǎn)成本還不好準(zhǔn)確計(jì)算。但我們相信日后如果大量制備,推向產(chǎn)業(yè)化,生產(chǎn)成本就能大大降低,因?yàn)樘急旧聿⒉话嘿F。鉑的話,不論工藝成本如何下降,它本身的原料成本就在那,下不來。這也是我們這個(gè)成果的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。
問:除此之外,燃料電池還存在哪些需要解決的問題?
楊植博士:安全性是一個(gè)問題,比如氫氣,它的儲(chǔ)存是個(gè)難題,不過有不少科研人員正在研究,比如把它儲(chǔ)存在固體中等;再比如甲醇,這種東西本身存在一定毒性。你可能會(huì)想為什么不用乙醇呢?因?yàn)檫@些化合物的分子式越復(fù)雜,反應(yīng)機(jī)制也會(huì)相應(yīng)地更為復(fù)雜,對(duì)催化劑的要求也就更高,而這對(duì)研發(fā)來說也是個(gè)挑戰(zhàn)。
問:催化劑會(huì)不會(huì)損耗?
楊植博士:理論上來說,在理想情況下,催化劑的性能是不會(huì)變的,但實(shí)際情況并非如此,不然的話,鉑基催化劑到時(shí)候還可以回收利用,比如打個(gè)戒指什么的,這是玩笑話。在實(shí)際應(yīng)用中,鉑基催化劑由于自身會(huì)流失、中毒等因素,催化效率會(huì)下降,比如一開始可能是99%,用過一段時(shí)間,催化效率就可能下降到50%,因此,它的使用壽命是有限的。從我們實(shí)驗(yàn)室做的試驗(yàn)比較顯示,在堿性環(huán)境下,我們的催化劑比鉑基催化劑的穩(wěn)定性要好,也沒有中途中毒的跡象。
問:催化劑還會(huì)導(dǎo)致中毒?
楊植博士:這個(gè)如果要解釋清楚的話,會(huì)非常復(fù)雜而專業(yè)。簡(jiǎn)單解釋的話,就是反應(yīng)過程中的一些中間產(chǎn)物,覆蓋在了催化劑上面,以至于催化劑的催化效率降低。
問:燃料電池未來能夠替代其他電池嗎?
楊植博士:其實(shí)各種類型的電池,都是為了滿足不同的需求,我們也沒法下結(jié)論哪個(gè)更好,只能說各有千秋吧。市面上各種類型的電池很多,比如我們熟知的鋰電池,手機(jī)、電腦上用得很多。近年來,科研人員也一直在開發(fā)它的潛力。最近很火的特斯拉汽車,利用的動(dòng)力就是鋰電池,不過這個(gè)鋰電池和我們平時(shí)見到的不一樣,它的能量密度更高,而且汽車和手機(jī)、電腦不一樣,需要瞬間的高能量釋放,拿普通的鋰電池,汽車可是跑不起來的。就我們目前的認(rèn)識(shí)來說,燃料電池可能在使用功率上優(yōu)于鋰電池,因?yàn)樗哪芰亢凸γ芏雀?,能釋放更多的能量,而且如果催化劑的問題解決的話,以后這種利用燃料電池的汽車,補(bǔ)充能量會(huì)比利用鋰電池的方便不少,就像現(xiàn)在的汽車去加汽油一樣方便,省去了鋰電池充電的時(shí)間。如果這種電池以后能應(yīng)用到手機(jī)、電腦上的話,沒有電了,不用苦苦等著充電,拿一瓶酒精之類的燃料補(bǔ)充進(jìn)去,就能立馬能量滿格了。