廉價碳泡沫可做為良好的電池觸媒
- 上線日期：2015/6/23 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家日前針對可充電的鋅-空氣電池，製造出以碳泡沫為基礎的觸媒，其效能可媲美甚至超越大多數已知觸媒。這種廉價、容易製造又環保的新型碳奈米結構，在氧還原反應(ORR)與氧析出反應(OER)的效率都很好，因此可望在許多應用中取代昂貴的鉑或其他金屬基催化劑，例如燃料電池、金屬-空氣電池、太陽電池或甚至水分解系統。
領導凱斯西儲大學與北德州大學團隊進行這項研究的 Liming Dai指出，ORR及OER是金屬-空氣電池的核心。放電時，來自裝置中集電器的電子會還原氧分子，並使之與溶解於電解液(或來自金屬電極)的金屬結合。充電時的反應則正好相反。雖然鋰和鋅都是目前金屬-空氣電池主要採用的金屬，不過鋅-空氣電池較為便宜，安全性也較高。美中不足的是，雖然這種電池的能量密度為鋰電池的三倍，但還原氧的速度較慢。
為提升 ORR 與 OER 的效率，研究人員積極開發更好的觸媒。到目前為止，大多數的觸媒都是貴金屬(例如白金、釕、銥)及其氧化物。這些金屬所費不貲，妨礙了鋅-空氣電池的商品化。摻氮或磷的奈米碳材(例如奈米碳管或石墨烯)提供了另一種觸媒選擇。
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