NanoAlloy Technolog利用單層石墨烯奈米多孔材料,開發出高性能燃料電池觸媒

 

刊登日期:2025/7/12
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日本NanoAlloy Technology確立了一項高性能燃料電池觸媒的製造方法,並將邁入商業化階段。新觸媒係以單層石墨烯奈米多孔材料「石墨烯中孔洞海綿狀材料(Graphene Mesosponge; GMS)」作為載體開發而成的白金觸媒,活性與耐久性均優於市售標準觸媒。
 
NanoAlloy Technology擁有奈米合金粒子的製造技術,並欲透過多元素合金的優異穩定性,發掘在燃料電池觸媒用途的發展潛力。此次則挑戰支撐金屬粒子的載體改良。燃料電池的正極反應中,氫離子、電子與氧氣反應生成水,但同時也可能發生載體中的碳被氧化成二氧化碳的副反應,進而縮短燃料電池壽命。為此,NanoAlloy Technology嘗試將載體材料替換為抗氧化性更強的新材料。此次選用的是由東北大學開發的GMS。GMS不僅具有如石墨般的導電性與耐蝕性,是一種擁有奈米級孔隙結構,且比表面積與活性碳相當的新型碳材料。
 
NanoAlloy Technology採用真空電弧電漿蒸鍍法(Vacuum Arc Plasma Deposition)將白金蒸鍍於GMS上製作觸媒,並確認了粒徑約2~5奈米的白金粒子已均勻分散於載體上。與市售標準觸媒(TEC10E50E)相比,經過8,000次循環後,每單位重量的觸媒活性提升約25%,若排除初期衰減,耐久壽命更約為標準觸媒的4倍。此項成果顯示新觸媒具有大幅提升燃料電池性能的潛力。NanoAlloy Technology表示:「使用GMS作為載體並採用真空電弧電漿蒸鍍法製作白金觸媒的性能評估為全球首例」。今後將進一步研究觸媒高活性與長壽命的原理,另將展開奈米碳管、C60富勒烯奈米晶鬚(Fullerene Nanowhisker)等其他載體材料的評估。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/646555
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