这就像朱尔斯·凡尔纳(Jules Verne)的小说《神秘岛》(The Mysterious Island)中的一章一样开始,最后以一种新的燃料电池催化剂为燃料,该燃料催化剂可导致具有成本竞争力的燃料电池汽车。这种新型催化剂基于一种名为H2ase S–77的酶,该酶是在日本九州岛的一座活火山(称为Mt)上发现的。麻生太郎,九州大学的研究员。
之所以出现低成本,是因为H2ase S-77(氢化酶S-77的缩写)可以代替铂,铂是非常昂贵但高效的当前燃料电池催化剂的“金标准”。
新型燃料电池催化剂由九州大学提供。
脏的或干净的燃料电池会留在这里
由于我们在CleanTechnica上一直在进行有关燃料电池与电池的热烈讨论,因此,我们首先要说明一个明显的事实:尽管燃料电池电动汽车在尾气排放为零排放,但就供应链而言,FCEV还是只能像它们的燃料一样干净,现在包括许多化石天然气。
目前,这使FCEV与任何BEV(电池电动汽车)处于同一腌制状态,而BEV是由煤和/或化石气体(在美国较少,石油)的电网混合充电的。
BEV和FCEV都正在通过使用可再生能源来解决这个问题(想到太阳能生产氢气和可再生沼气),因此在其他所有条件都相同的情况下,您可以开始理清实际拥有太阳能的优点和缺点这些事情之一。
燃料电池为驾车人士提供的一个主要优势是超快加注速度的便利性,但是另一方面,BEV充电站数量的激增(包括家庭和工作场所的充电选项)也提供了便利性。
至于燃料电池汽车的未来,它们已经在特殊市场中立足,例如在仓库和港口运营中。由太阳能电池板供电的固定式家用燃料电池也正在进入市场,更不用说商业规模的燃料电池了。
人们正在采取行动,将低成本的太阳能氢燃料电池引入偏远社区的住宅市场,以替代廉价柴油发电机。
要考虑的另一件事是供应链问题。清洁能源技术的发展导致固定和移动能源存储技术的爆炸性增长,这反过来又增加了铂和其他贵金属以及各种稀土等材料的成本和稀缺性。以及其他因素,包括地缘政治问题。
将技术专长放在供应链问题的背景下,您会看到技术平衡如何朝着哪个平台为您提供最稳定,最可靠的采购(无论是电池还是燃料电池)的方向摇摆。
新型燃料电池催化剂
现在我们已经了解了这一点,让我们看一下九州大学生产的新型燃料电池催化剂,这在《 Angewandte Chemie International》在线版中有描述。
根据记录,发现H2ase S-77的九州研究人员是Seiji Ogo教授,在其妻子Saori Ogo的协助下,S-77中的“ S”因此而得名。
氢酶本身并不是什么新鲜事物,但是直到现在,氢酶还没有被应用到聚合物电解质燃料电池中,因为它们不能与氧气充分发挥作用。实际上,它们只是简单地停用,使其变得无用(顺便说一句,俄勒冈州立大学对聚合物燃料电池及其在车辆中的应用进行了概述。)
不过,H2ase S-77不是您父亲的氢化酶。九州研究小组发现,即使在有氧存在的情况下,它也继续从氢分子中释放电子。
基于这一发现,九州团队组装了一个没有铂阳极的可工作燃料电池,这在这里变得非常有趣。
研究小组发现,这种酶不仅可以取代铂金,而且还远远优于铂金:
该酶的质量活性(大约每平方厘米电极的催化剂质量获得的电流大致固定)是铂的600倍以上。到目前为止,铂在质量活性方面已远远超过其他任何催化剂,导致这种稀有和贵金属在商业燃料电池中的独家使用。然而,H2ase S-77的结果表明,分子催化剂可能是金属铂的替代品的重要竞争者。
我们并没有说白金级的竞争已经结束,但这肯定看起来很有希望。下一步包括更好地了解H2ase S-77背后的工作机制,然后要考虑几个令人讨厌的持久性因素。
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