国产精品日本一区二区,www.成人网

登錄注冊找回密碼?

當前位置: 綠色智匯能源技術研究院 > 前沿 >

千葉大學使用咖啡因來增強ORR反應以提高燃料電池效率

時間:2024-03-22 13:07來源:蓋世汽車作者:Elisha

點擊: 次

隨著全球設定從化石燃料過渡的目標，燃料電池作為一種富有前景的無碳能源脫穎而出。燃料電池中包括由電解質分開的陽極和陰極，可以將燃料的化學能直接轉化為電能。陽極接收燃料，而氧化劑（通常是空氣中的氧氣）被引入陰極。

（圖片來源：nature.com）

在氫燃料電池中，氫氣在陽極發(fā)生氧化，從而產(chǎn)生氫離子和電子。然后，離子通過電解質移動到陰極，而電子流過外部電路，從而產(chǎn)生電力。在陰極，氧氣與氫離子和電子結合，生成唯一的副產(chǎn)品水。然而，水的存在會影響燃料電池的性能。水與鉑催化劑發(fā)生反應，在電極上形成一層氫氧化鉑（PtOH），這會阻礙氧還原反應（ORR）的有效催化，導致能量損失。為了保持高效運行，燃料電池需要高鉑負載量，這大大增加了燃料電池的成本。

據(jù)外媒報道，日本千葉大學（Chiba University）工程研究生院的Nagahiro Hoshi教授等人發(fā)現(xiàn)，在某些鉑電極中添加咖啡因可以提升ORR活性。這一發(fā)現(xiàn)有望減少對鉑的需求，使燃料電池的成本更低、效率更高。此項研究發(fā)表在期刊《通訊化學（Communications Chemistry）》上。

Hoshi教授表示：“咖啡因是咖啡中含有的化學物質之一，可以將具有六邊形原子排列結構的已知鉑電極上的燃料電池反應活性提高11倍。”

為了評估咖啡因對ORR的影響，研究人員測量了浸在含有咖啡因的電解質中的鉑電極的電流。這些鉑電極的表面原子按特定方向排列，分別如圖（111）、（110）和（100）。隨著電解質中的咖啡因濃度增加，電極的ORR活性有了明顯改善。所存在的咖啡因會吸附在電極表面，可有效防止氫吸附和電極上形成氧化鉑。然而，咖啡因能夠發(fā)揮的作用取決于電極表面上鉑原子的方向。

當咖啡因的摩爾濃度為1×10−6時，Pt（111）和Pt（110）的ORR活性分別提高了11倍和2.5倍，但對Pt（100）無明顯影響。為了了解這些差異，研究人員使用紅外反射吸收光譜法（nfrared Reflection Absorption Spectroscopy）來探討電極表面上咖啡因的分子取向。

他們發(fā)現(xiàn)咖啡因被吸附在鉑（111）和鉑（110）表面，且其分子平面垂直于表面。然而，在鉑（100）表面，空間位阻使其使其吸附時的分子平面相對于電極表面傾斜。Hoshi教授表示：“鉑（111）和鉑（110）的ORR活性增加，要歸因于PtOH覆蓋率降低和吸附咖啡因的空間位阻降低。與之相反，對于鉑（100）而言，減少PtOH所產(chǎn)生的效果，被吸附咖啡因的空間位阻所抵消，因此咖啡因不會影響ORR活性。”

與壽命有限的電池不同，燃料電池只要有燃料供應就可以發(fā)電，因此適合車輛、建筑物和太空任務等各種應用。此次提出的方法有望改善燃料電池設計，促進其廣泛使用。

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：燃料電池千葉大學

作者：Elisha ，如若轉載，請注明出處：http://www.www.jscyf.net/qianyan//2024032243559.html

看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請戳這里告訴我們！

免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.jscyf.net

猜你喜歡

蘭州大學在量子電池合作研究方面取得重要進展近日，蘭州大學與湖北大學和中科院精密測量院合作提出抗老化的遠距充電量子電池，相關研究成果以題為“Remote charging and degradation suppression for quantum battery”發(fā)表在《物理評論快報》（《Physical Review Letters》）上。 2024-03-14 10:55	類似肥皂的工作原理布朗大學發(fā)現(xiàn)使電池更持久的秘訣溶劑與稀釋劑和鹽結合在一起，可以發(fā)揮肥皂或表面活性劑的作用，從而將其自身包裹在膠束中心的較高濃度的鹽周圍。 2023-11-14 09:35
“無鈷鋰電”開創(chuàng)新時代？能量密度提升60% 使用壽命也更長近期，由東京大學領導的一組研究人員在這方面取得了突破。它們首次提出了一種可行的鈷替代品，在某些方面可以超越最先進的電池化學，并在大量的充電循環(huán)中持續(xù)工作。最新研究結果已于近期發(fā)表在了《自然-永續(xù)性》上。 2023-11-05 14:06	東北大學發(fā)現(xiàn)鈉離子電池陽極材料AsC5 中國沈陽東北大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型單層砷化碳（AsC5），可用作鈉離子電池（NIB）的陽極材料。 2023-08-04 17:43
佐治亞理工學院使用鋁箔制造電池可提高能量密度和穩(wěn)定性這種新電池系統(tǒng)可以延長電動汽車的單次充電續(xù)航，而且制造成本更低，同時具有環(huán)保性。 2023-07-25 08:18	清華大學發(fā)現(xiàn)可擴展的鋰離子電池陽極預鋰化方法鋰離子電池（LIB）是一種通過鋰離子可逆還原來儲存能量的可充電電池，用于為從筆記本電腦、智能手機到電動汽車等無數(shù)設備和技術提供動力。雖然鋰離子電池比其他電池技術具有多種優(yōu)勢，但其當前的能量密度限制了電動汽車的續(xù)航里程。 2023-07-16 14:37
大阪都立大學取得重大突破加速固態(tài)電池的采用據(jù)外媒報道，大阪都立大學（Osaka Metropolitan University）的科學家們實現(xiàn)了Li3PS4（全固態(tài)電池的關鍵材料）高溫相的前所未有的穩(wěn)定性，從而即使在室溫下也能實現(xiàn)卓越的離子電導率，從而進一步推動全固態(tài)電池的實現(xiàn)以及該技術在電動汽車等應用的普及。 2023-06-27 10:12	EV充電僅需6分鐘浦項科技大學取得鋰離子電池新突破據(jù)外媒報道，近日，來自浦項科技大學（Pohang University of Science and Technology）化學工程系和黑色金屬與能源材料技術研究所的Won Bae Kim教授帶領的研究團隊開發(fā)出新陽極材料。 2023-06-25 08:55
牛津大學新研究可能為電動汽車解鎖電池潛力 6月8日，牛津大學（University of Oxford）研究人員在期刊《Nature》發(fā)表了一項新研究，可顯著改進電動汽車（EV）電池。通過使用先進的成像技術，新研究揭示了導致鋰金屬固態(tài)電池（Li-SSB）失效的機制。如果能夠克服這些問題，使用鋰金屬陽極的固態(tài)電池就可以 2023-06-09 09:30	杜克大學發(fā)現(xiàn)新的電解質材料助力開發(fā)固態(tài)電池該團隊研究一種由銀、錫和硒（Ag8SnSe6）制成的富有前景的候選材料。 2023-05-29 08:52

專題

【報告嘉賓公布】千人儲能盛會！120+專家報告！院士報告+6大分論

直播鏈接公布丨新型儲能壽命模擬預測比賽決賽比拼即將拉開帷幕！

相關新聞

蘭州大學在量子電池合作研究方面取得重要進展

近日，蘭州大學與湖北大學和中科院精密測量院合作提出抗老化的遠距充電量子電池，相關研究成果以題為“Remote charging and degradation suppression for quantum battery”發(fā)表在《物理評論快報》（《Physical Review Letters》）上。

2024-03-14 10:55
類似肥皂的工作原理布朗大學發(fā)現(xiàn)使電池更持久的秘訣

溶劑與稀釋劑和鹽結合在一起，可以發(fā)揮肥皂或表面活性劑的作用，從而將其自身包裹在膠束中心的較高濃度的鹽周圍。

2023-11-14 09:35
“無鈷鋰電”開創(chuàng)新時代？能量密度提升60% 使用壽命也更長

近期，由東京大學領導的一組研究人員在這方面取得了突破。它們首次提出了一種可行的鈷替代品，在某些方面可以超越最先進的電池化學，并在大量的充電循環(huán)中持續(xù)工作。最新研究結果已于近期發(fā)表在了《自然-永續(xù)性》上。

2023-11-05 14:06
東北大學發(fā)現(xiàn)鈉離子電池陽極材料AsC5

中國沈陽東北大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型單層砷化碳（AsC5），可用作鈉離子電池（NIB）的陽極材料。

2023-08-04 17:43
佐治亞理工學院使用鋁箔制造電池可提高能量密度和穩(wěn)定性

這種新電池系統(tǒng)可以延長電動汽車的單次充電續(xù)航，而且制造成本更低，同時具有環(huán)保性。

2023-07-25 08:18
清華大學發(fā)現(xiàn)可擴展的鋰離子電池陽極預鋰化方法

鋰離子電池（LIB）是一種通過鋰離子可逆還原來儲存能量的可充電電池，用于為從筆記本電腦、智能手機到電動汽車等無數(shù)設備和技術提供動力。雖然鋰離子電池比其他電池技術具有多種優(yōu)勢，但其當前的能量密度限制了電動汽車的續(xù)航里程。

2023-07-16 14:37
大阪都立大學取得重大突破加速固態(tài)電池的采用

據(jù)外媒報道，大阪都立大學（Osaka Metropolitan University）的科學家們實現(xiàn)了Li3PS4（全固態(tài)電池的關鍵材料）高溫相的前所未有的穩(wěn)定性，從而即使在室溫下也能實現(xiàn)卓越的離子電導率，從而進一步推動全固態(tài)電池的實現(xiàn)以及該技術在電動汽車等應用的普及。

2023-06-27 10:12
EV充電僅需6分鐘浦項科技大學取得鋰離子電池新突破

據(jù)外媒報道，近日，來自浦項科技大學（Pohang University of Science and Technology）化學工程系和黑色金屬與能源材料技術研究所的Won Bae Kim教授帶領的研究團隊開發(fā)出新陽極材料。

2023-06-25 08:55

本月熱點

巨頭紛紛研發(fā) 磷酸錳鐵鋰電池加速產(chǎn)業(yè)化

作為當前動力電池的主流，磷酸鐵鋰電池的能量密度已經(jīng)接近瓶頸。為了提高電池技術，市場也在不斷尋找新的正極材料。于是，能量密度更高、安全性更高的正極材料、低溫性能更好的磷酸錳鐵鋰逐漸進入大眾視野，并加速產(chǎn)業(yè)化。磷酸錳鐵鋰市場空間巨大磷酸錳鐵

2024-02-28 08:37
《鋰離子電池產(chǎn)品碳足跡評價導則第7部分：電池管理系統(tǒng)》團體標準技術審定會順利召開

2月28日上午，中國電子節(jié)能技術協(xié)會電池專業(yè)委員會組織召開了《鋰離子電池產(chǎn)品碳足跡評價導則第7部分：電池管理系統(tǒng)》團體標準技術審定會。會議成立了由行業(yè)協(xié)會、行業(yè)相關領域專家組成的專家組，本次會議參會人員包括：標準評審專家、主筆單位主要負責人。

2024-03-02 07:40
蜂巢能源這一海外工廠投產(chǎn)，寧德時代等也已在該國布局！

2月28日，蜂巢能源在泰國舉辦投產(chǎn)儀式，宣布蜂巢能源泰國工廠即日正式投產(chǎn)，產(chǎn)品開始批量交付，即將搭載長城和合眾旗下多款新能源車型在泰國上市。此次投產(chǎn)標志著蜂巢能源泰國工廠僅以5個月的蜂速在泰國實現(xiàn)了電池本地化供應，進一步完善了蜂巢能源在亞太區(qū)

2024-03-01 09:23
固態(tài)電池消息不斷，產(chǎn)業(yè)化仍需時間

近期，有關固態(tài)電池的消息越來越多，那么，業(yè)界如果看待該技術，距離全固態(tài)電池量產(chǎn)還有多久？固態(tài)電池項目、進展不斷據(jù)報道，今年2月29日，山西省呂梁市孝義經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、鵬飛集團、福建巨電聯(lián)合舉行年產(chǎn)10GWh固態(tài)鋰電池及PACK制造生產(chǎn)項目簽約儀式。根據(jù)

2024-03-02 07:27
比亞迪旗下弗迪電池入局，兩輪車電池將更安全？

近年來，隨著我國電動車市場的快速發(fā)展，電動兩輪車的普及率逐漸提高。作為國民日常出行的主流交通工具，電動兩輪車雖然方便了人們的出行，卻也存在火災事故隱患。據(jù)國家消防救援局的統(tǒng)計，2023年全國共接報電動兩輪車火災2.1萬起，相比2022年上升17.4%。20

2024-02-27 10:29
續(xù)航1600公里的半固態(tài)電池就要來了

新的電解質、新的隔膜技術和新的封裝方式，實現(xiàn)了鋰電池低成本、長續(xù)航、高循環(huán)壽命，還沒有安全問題

2024-02-27 22:27
歐盟推出新計劃大力發(fā)展氫能

歐盟委員會近日發(fā)表聲明稱，已批準一項新計劃以支持氫能基礎設施建設，減少對天然氣的依賴，從而推動實現(xiàn)碳中和目標。

2024-02-28 08:41
儲能電池進入淘汰賽

儲能電池行業(yè)正面臨前所未有的過剩局面。 2024年剛開局，儲能電池擴產(chǎn)不停歇。據(jù)統(tǒng)計，1、2月涉及儲能電池的開工項目已超過10個，總產(chǎn)能超80GWh，總投資超600億元。圖片在2023年頭部企業(yè)經(jīng)歷瘋狂的擴張后，2024年，儲能電池行業(yè)迎來越來越多的跨界者。另

2024-03-13 10:01

歡迎投稿

聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#www.jscyf.net
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-56284224

在線投稿

企業(yè)微信號

微信公眾號

千葉大學使用咖啡因來增強ORR反應 以提高燃料電池效率

千葉大學使用咖啡因來增強ORR反應以提高燃料電池效率