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过渡金属催化剂研究获DOE支持

时间:2017-09-11 05:39:34来源:中国氢能源网

  据外国媒体报道:燃料电池的核心是将燃料转化为能量的催化剂。催化剂越好,燃料电池的效率越高,功率越高,成本效益越高。过渡金属氧化物是一类具有很大潜力的高性能催化剂,但是学界对它们将燃料转化为能量的电化学反应的方式仍然了解较少。

材料科学与工程助理教授Jin Suntivich希望以新的方式研究催化剂,他的研究项目得到了美国能源部2017年度早期职业研究计划75万美元支持。

Materials scientist Jin Suntivich to study fuel cells differently

Suntivich表示,当过渡金属氧化物作为催化剂时,会发生很多反应,这使得很难研究反应机理。他的解决方案是使用单晶形式的过渡金属氧化物,以获得前所未有的对原子缺陷、应变和内部机理作用的观测。单晶形式这一简单的结构将允许Suntivich测试每个变量并记录性能,以了解最佳催化剂的机制和科学原理。

Suntivich表示,制备单晶十分困难,他计划与在康奈尔专门从事加速实现,分析和发现接口材料平台的专业人员合作,以完成这一研究。

一旦催化剂制备完成,Suntivich将使用一套特殊的评估手段来评估其性能和反应机制,重点是找到将一氧化碳和氧气转化为能量的最佳原子排列。研究这一催化剂是为了将天然气转化为电力,其中一种方法是裂解天然气分子并将其转化为一氧化碳和氢气,其中,一氧化碳是一种更复杂的分子。

Suntivich的研究将催化剂的结构变量与其产生能源的能力联系起来,将最终帮助科学家和工程师为所有类型燃料电池的未来高性能催化剂开发提供设计路线。Suntivich指出,这一基础知识将不仅仅影响燃料电池,因为过渡金属氧化物被用作其他反应的涂料和催化剂,例如塑料的制造。

早期职业研究计划致力于支持在职业生涯早期发展杰出科学家的个人研究项目。Suntivich的项目“从结构-电子层-活性关系研究过渡金属氧化物电催化剂的合理选择:缺陷,应变和亚表面分层的作用”是2017年提交的700个项目之一,也是DOE选中的59个项目之一。

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