近距离观察,硫化钨看起来像是一群海胆在泡沫派对上肆虐,但是这种化合物可能成为氢燃料电池领域的下一个动力。罗格斯大学(Rutgers University)的一组研究人员正在开发纳米级硫化钨片材,以低成本替代燃料电池中的铂催化剂,这可能有助于推动电动汽车市场摆脱对昂贵锂离子电池的依赖,从而进入电动汽车市场。更实惠的格式。特斯拉电动汽车迷们并不担心,至少现在还没有。这项研究仍处于初期阶段,与此同时,美国的EV电池充电网络也在飞速发展。

WS2由Weizmann Institute of Science提供。

低成本氢燃料电池催化剂

就在上周,我们在谈论氢燃料电池面临的可负担性障碍,而催化剂是最大的障碍。当前选择的催化剂是铂,因此一直在寻找低成本的替代品。

硫化钨(WS2)因其具有无机纳米管结构而备受关注,并且已在加氢脱硫等反应中用作催化剂。它天然存在于钨矿中,钨矿是一种罕见的矿物,但也可以通过多种方式合成。

根据Rutgers小组的说法,WS2是一组很有前途的化合物,但由于其活性位点的数量相对较低,因此缺乏效率。

为了增加站点数量并提高其活动水平,团队从石墨烯书中抽出了一页。石墨烯是一种只有一层原子厚的超强“奇迹材料”,最初是通过剥落的粗制形式获得的。发现石墨烯的团队使用胶带从字面上的石墨块上剥离了一层。

Rutgers团队使用的去角质工艺稍微复杂一些,但想法很相似:取一块大块材料,从表面上取下纳米级薄片。

正如作家BelleDumé在nanotechweb.org上所描述的,结果是一种从未研究过的结构:一片WS2仅3个原子厚,钨原子夹在硫原子之间(请注意,石墨烯仅由碳组成,因此单原子层在石墨烯中是可能的,但在WS2中则不行。

到目前为止,测试表明WS2薄板产生的催化活性水平远高于预期。显而易见的结果是,只需很少的化合物即可涂覆表面,从而降低了成本。

燃料电池与电池

至于燃料电池还是电池最终将主导电动车市场,目前尚无定论。如果两种格式的成本都持续下降,那么结果将是比石油燃料目前所允许的更为灵活和灵活的汽车市场,商业和非独立购买者都可以根据自己的实际驾驶方式更精确地调整选择。

奥巴马政府一直在两方面都押注双方,尽管到目前为止,在电池研究方面的支出似乎正在获胜,奥巴马政府通过JCESR计划大力推动了电动汽车电池研究。通过公私合营的H2USA计划以及国防部和DOE的一些计划,对燃料电池电动汽车的开发投入了较小的努力。

另一方面,JCESR的重点是新型液流电池技术,而其他形式(例如锌空气)正接近商业化,因此该计划的收益不一定仅限于锂离子电池。

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