莱顿大学发现新方法提高氢燃料电池的效率-电子工程世界

据外媒报道，莱顿大学（Leiden University）的研究人员Marc Koper等人通过探讨氧还原反应发现了一种全新的方法，用以改进氢燃料电池。

莱顿大学发现新方法提高氢燃料电池的效率

（图片来源：莱顿大学）

目前的氢驱动技术存在两个主要问题。首先，燃料电池需要使用较多的稀有金属铂。其次，将氧气转化为水的反应部分，即所谓的氧还原反应，必须提高效率。

多年来，研究人员一直认为，只有一种方法可以使氧还原反应更有效。在燃料电池中，正极上有许多小的铂颗粒，氧在这里分解成氧原子与铂结合，这些原子进一步反应形成最终产物水。Koper表示：“目前的理论是，必须寻找一种结合氧原子能力不那么强的正极。而且，这是唯一让氧还原更容易的办法。丰田使用的正极中含有铂和一些钴。钴有助于削弱氧与铂的结合，所以这个理论很有效。

然而，Koper教授认为，寻找更好的正极来降低氧的结合强度，并不那么令人兴奋。“从科学的角度来说，利用钴与铂的最佳比例来微调正极，并没有太大的价值。”

莱顿大学发现新方法提高氢燃料电池的效率

Koper开始研究电解液构成，即分离正极和负极之间的介质，想看看会发生什么。电解液中含有一定浓度的负电荷离子，即阴离子。研究人员实验了不同浓度的阴离子。

研究人员发现，氧的还原速度有时比预期的要快，尽管氧与正极的结合似乎更强。因此，以往认为只有使用较弱的氧键才能实现更有效的氧还原，这一观点是不正确的。电解液中的阴离子似乎影响了氧还原反应中的另一个过程，也就是那些与铂结合的氧原子很容易转化为氢氧根（OH-），这是生成水前的最后一步。这给了研究人员新的启示，与以往的观点有本质上的不同。

由此可看，实现更高效氢电池的途径不是只有一条，而是至少有两条。Koper主要想了解分子水平上发生的事情，以及为什么这些阴离子扮演着如此重要的角色。“现在，这种新见解主要是提出了新的问题。我们必须去找出到底发生了什么。”

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