Une pile à combustible d'hydrogène est une technologie de production d'énergie propre et renouvelable prometteuse, mais le coût des matériaux actifs et la cathode commercialisation est un défi majeur. De nombreuses piles à combustible nécessitent un catalyseur à base de platine coûteux (pour démarrer et accélérer les réactions chimiques) à l'aide de carburant renouvelable en énergie électrique. Afin de rendre les piles à combustible d'hydrogène catalyseur commercialement viable, les scientifiques recherchent plus économique de fournir la même efficacité avec le platine pur. Comme une batterie, l'énergie chimique des piles à combustible d'hydrogène dans accumulateur d'énergie électrique. National Synchrotron Lumière Source II (SSN -II) est un US Department of Energy (DOE) Brookhaven National Laboratory (Brookhaven National Laboratory) les installations des utilisateurs scientifiques (Bureau of Science Facility User) chercheur Adrian Hunt (Adrian Hunt ) dit:
Brocade Park - Science Science: trouver un hôtel pas cher et catalyseurs de piles à combustible d'hydrogène efficaces, sont essentiellement de rendre la technologie plus viable Saint Graal. recherche dans le monde entier sur le matériau de cathode de pile à combustible, les chercheurs de l'Université d'Akron a développé une nouvelle méthode pour la synthèse du catalyseur, cette combinaison de catalyseur d'un métal (platine et nickel) ensemble, formant octaédrique (octaédrique) forme de nanoparticules. Bien que les scientifiques ont confirmé que l'un des catalyseurs de platine pur est le plus alternatives efficaces, mais ils ne comprennent pas vraiment pourquoi il se développera comme octaèdre. Pour mieux comprendre le processus de croissance, les chercheurs de l'Université d'Akron, en collaboration avec divers organismes, y compris Brookhaven et NSL - ii. Laboratoire chercheur principal de l'Université d'Akron catalytique Peng Zhen Meng (translittération), a déclaré: Pour la mise en place de la structure de la compréhension à multiples facettes de la façon dont le catalyseur est formé - de meilleures performances et liées concevoir des catalyseurs joue un rôle clé.
Brookhaven Lab scientifiques de gauche à droite Ge Mingyuan, Iradwikanari Waluyo et Adrian Hunt, ils ont étudié la voie de la croissance du catalyseur de pile à combustible d'hydrogène efficace sur IOS ligne de lumière. Image: Brookhaven National Laboratory
La croissance du système nickel-platine est très compliquée, nous avons donc travaillé avec plusieurs équipe expérimentée pour relever ces défis. Technologie de pointe Brookhaven National Laboratory sont très utiles pour la recherche sur le sujet. Utilisez NSLS-II extrême droite rayons X, NSLS-II combinés in situ et Operando douce spectroscopie de rayons X (IOS) ligne de faisceau de performances de pointe, les chercheurs en temps réel a révélé la caractérisation chimique de la trajectoire de croissance du catalyseur, ses résultats publiés dans « Nature Communications « sur. IOS chercheur principal, co-auteur correspondant du document de recherche Iradwikanari Waluyo dit: Nous avons utilisé un produit appelé la pression ambiante de rayons X spectroscopie photoélectronique des techniques de recherche (AP-XPS) pour étudier la croissance de nanoparticules métalliques dans le procédé de réaction composition de surface et de l'état chimique, exposition directe à rayons X sur l'échantillon dans la technologie, en libérant ainsi des électrons. En analysant l'énergie des électrons, il est possible de faire la distinction entre les éléments chimiques dans l'échantillon, ainsi que leurs états chimiques et d'oxydation.
Ceci est similaire au soleil interagit avec la façon de nous habiller. Probablement le soleil est jaune, mais une fois irradiée sur la chemise d'une personne, vous pouvez distinguer la chemise est bleu, rouge ou vert. Les scientifiques ne sont pas par la couleur, mais, et par rapport à l'information interne identifiée par la surface du catalyseur chimique. A été trouvé que la réaction de croissance, le platine métallique est d'abord formée et devenir le coeur des nanoparticules. Ensuite, lorsque la réaction atteint est ensuite séparé une température légèrement supérieure, le platine contribuent à la formation de nickel métal, métal de nickel à partir de la surface des nanoparticules. Dans la phase finale de la croissance, la surface est sensiblement égale à ces deux métaux. Fait intéressant, cette synergie entre le platine et le nickel jouent un rôle important dans la forme octaédrique des nanoparticules et l'activité de développement de la réaction. Ces avantages se trouvent, le nickel est un matériau pas cher, tandis que le platine est cher. Par conséquent, si les réactions catalysées par la surface de nanoparticules de nickel, les nanoparticules elles-mêmes encore plus actif que le platine.
Eh bien, je l'espère grâce à plus de recherche, nous pouvons calculer le montant minimum de platine ajouté au besoin, tout en ayant une activité élevée, créant ainsi un catalyseur plus rentable. Ces résultats se fondent sur les fonctionnalités avancées de l'IOS, les chercheurs ont pu réaliser des expériences à plus que les expériences XPS classiques pression du gaz généralement possible. Dans le système IOS permet de suivre les changements dans la composition et de l'état chimique des nanoparticules dans des conditions réelles de croissance en temps réel.
x-ray et des études d'imagerie d'électrons supplémentaires respectivement (un autre DOE Office des installations de l'utilisateur Science) et l'Advanced Photon Source University of California, Irvine (APS) complété au Département de l'Argonne National Laboratory de l'énergie, nls complété - travail ii. Ce travail de fond met en évidence le rôle important de séparer le catalyseur de nickel sous la forme d'un octaèdre, a la forme des nanoparticules catalyseur ont une compréhension plus approfondie du contrôle. L'étape suivante consiste à étudier les performances catalytiques des nanoparticules à facettes multiples, afin de comprendre la corrélation entre la structure et les propriétés.
Brocade Park - Sciences Popular Science | Recherche / de: Brookhaven National Laboratory
Périodique Littérature de référence: « Nature Communications »
Papier DOI: 10.1038 / s41467-018-06900-z
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