04/07/2022 20:20
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本地|科大研發全球最耐久氫燃料電池 新配方催化作用較傳統高3.7倍

科技大學研究團隊研發了一款嶄新的氫燃料電池,不僅刷新了氫燃料電池的最高耐久性記錄,且更具成本效益,有助推動綠色能源的普及化及實現碳中和目標。

氫燃料電池利用氫及氧來發電,發電過程不會產生二氧化碳、懸浮粒子及其他有機會引致煙霧及健康問題的空氣污染物,所以一直被視為較潔淨、對環境較少損害的電能來源。但氫燃料電池依賴以鉑製成的電催化劑(electrocatalyst)發電,鉑為貴金屬之一,成本高昂而產量稀少,導致氫燃料電池仍未能大規模商業化。

科學家一直尋求以鐵-氮-碳等較常見及廉價物質來代替鉑作催化劑,然而發電效能欠佳,也不耐久。但直到最近,由科大化學及生物工程學系邵敏華教授帶領的團隊,成功研發出新配方,不僅大幅降低鉑於催化劑的所需含量達八成,更刷新氫燃料電池發電耐久性的世界記錄。

新型混合催化劑由原子分散的鉑、單原子鐵以及鉑鐵合金納米粒子所組成,雖然其鉑含量極低,但經過十萬次電壓循環的加速壓力測試後,其催化效率仍維持在97%;而現時一般的催化劑經過了三萬次的加速壓力測試後,效率大跌逾五成。團隊的另一項測試亦顯示,氫燃料電池使用了新型混合催化劑後,即使持續運作超過200小時,催化效果也沒有出現下降。

新型混合催化劑效能出眾,其中一個原因是它有三個不同類型的活性中心(active site)進行催化作用,較只有一個活性中心的傳統催化劑多,較鉑催化劑作用高出3.7倍。

身兼科大能源研究院院長的邵敏華指出,要建立一個碳中和的社會,採用氫燃料電池這種綠色能源轉換設備是有必要的。面對嚴峻的氣候危機,綠色能源的應用必需進一步加強,很高興這個研究成果有助向目標邁進一步,又表示將繼續優化催化劑,令它可應用於氫燃料電池車及其他電化學能源產品。

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