日本開發(fā)不使用白金的燃料電池
摘要：
為了應(yīng)對行駛時不排放溫室氣體的燃料電池車普及，日本凸版印刷和東京工業(yè)大學(xué)正在推進(jìn)把用于電池催化劑的白金換成其他材料的研究。已經(jīng)選中鈦及鋯的氧化物等材料。推進(jìn)研究的原因在于，如果今后燃料電池產(chǎn)量增加，可能會出現(xiàn)白金價格高漲及供應(yīng)短缺的問題。新催化劑預(yù)計將在2030年代以后應(yīng)用于燃料電池。還需要利用已開始活用于材料開發(fā)的人工智能（AI），進(jìn)一步提高催化劑的性能。
燃料電池通過氫和氧的化學(xué)反應(yīng)來生成電力和水，不排放二氧化碳等溫室氣體。正極的催化劑使用活性強的白金時，一輛汽車需要20～30克左右。
全球白金年產(chǎn)量只有200噸左右，且產(chǎn)地集中在南非、俄羅斯及津巴布韋等政局不穩(wěn)定的部分國家，因此供應(yīng)風(fēng)險很大。為了應(yīng)對燃料電池車的普及，需要開發(fā)不使用白金的催化劑。
凸版印刷和日本弘前大學(xué)準(zhǔn)教授千坂光陽將直徑幾十納米的氧化鈦顆粒表面的一部分置換成了磷和氮。利用這種材料制備正極的催化劑，結(jié)果氧和氫離子高效地發(fā)生反應(yīng)。產(chǎn)生的電流約為使用白金的催化劑的一半。
千坂光陽表示，“重復(fù)了2萬次模擬汽車加速和減速的實驗，性能都沒有降低，可見耐用性比使用白金的催化劑更高”。計劃試制出大型電池，確認(rèn)性能，爭取2030年以后配備到汽車上。
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