顆粒在線訊：單一的裝置既能夠產(chǎn)生氫氣，又能將氫氣轉(zhuǎn)化為電能。

　　一組研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型裝置，它同時(shí)結(jié)合了燃料電池和電解槽的功能。該裝置使水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣成為可能，然后在切換開(kāi)關(guān)后，它又可以將氫燃料和氧氣轉(zhuǎn)化為電力和水。

　　研究人員指出了這種新型組合設(shè)備的一系列潛在應(yīng)用。據(jù)稱(chēng)，燃料電池和電解槽組合可能對(duì)太空應(yīng)用、軍事用途和一系列其他民用場(chǎng)景都非常有用。該設(shè)備具有高能量密度和低環(huán)境影響的特點(diǎn)，研究人員稱(chēng)他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出單體再生燃料電池(URFCs)。

　　URFC背后的理念并不一定是什么新東西，但效率一直是阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。然而，研究人員應(yīng)用了一種新開(kāi)發(fā)的雙功能催化劑來(lái)克服這一挑戰(zhàn)。雙功能催化劑使設(shè)備可以在電解槽模式下運(yùn)行，利用催化劑將水分解為氫和氧，然后在燃料電池模式下再次將氧和氫結(jié)合成水。

　　該團(tuán)隊(duì)能夠在燃料電池中使用這種新的催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩種目的。這項(xiàng)研究是在圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院的拉馬尼實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。研究團(tuán)隊(duì)一起確定了一種強(qiáng)大的雙功能催化劑，可用于氧電極。

圖片來(lái)源：圣路易斯華盛頓大學(xué)

　　該團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表了一篇論文，描述了這一進(jìn)展。

　　Pralay Gayen說(shuō)：“與氫電極不同，鉑是一種有效的雙功能催化劑，由于氧還原和氧析出的動(dòng)力學(xué)緩慢，因此為氧電極確定合適的催化劑非常具有挑戰(zhàn)性?！彼窃撜撐牡牡谝蛔髡吆望渼P維工程學(xué)院拉馬尼實(shí)驗(yàn)室，目前在英特爾工作。

　　拉馬尼實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Sulay Saha和Pralay Gayen的研究遵循其第一原則——在前往實(shí)驗(yàn)室測(cè)試潛在催化劑之前考慮不同物質(zhì)的基本特性。

　　該團(tuán)隊(duì)與前本科研究員和合著者Xinquan Liu一起，最終確定并開(kāi)發(fā)了Pt-Pyrochlore，這是一種鉑(platinum)和釕酸鉛燒綠石(lead ruthenate pyrochlore)的復(fù)合材料，具有很高的雙功能性。

　　“雙功能指數(shù)”是催化劑同時(shí)促進(jìn)反應(yīng)正向和反向進(jìn)行能力的量度?！拔覀兿Ｍ撝笖?shù)較低，”工程系Kritika Sharma博士說(shuō)?！白詈脼榱?，在理想情況下。”這種新催化劑的雙功能指數(shù)為0.56伏——與報(bào)道的其他催化劑相比該數(shù)值非常低。在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的URFC設(shè)備中使用時(shí)，該催化劑實(shí)現(xiàn)了75%的往返能效(RTE)，這是此類(lèi)URFC中報(bào)告的最高往返效率。