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氧化还原水凝胶保护FC催化剂

2019/10/16 12:26:591372

据http://fuelcellsworks.com/报道：德国鲁尔大学电化学科学中心和马克斯-普朗克学会的研究人员共同报道了一种新型概念燃料电池(FC)催化剂，采用氧化还原水凝胶作为缓冲剂，能够在燃料电池反应中防止催化剂氧化过程的发生，从而避免催化剂活性下降，同时具有便宜高效的优点，相关文章已发表在自然化学杂志上。该种新型概念燃料电池采用的氢化酶催化剂，它是一种从自然界中获取的氢氧化生物催化剂，制备中仅仅利用生物有机体中的元素，没有任何贵金属成分。复合的氢化酶由镍、铁等含量丰富的元素构成，氢化酶的最高催化效率和金属铂相当。因此，氢化酶是贵金属的潜在替代物。

氧化还原水凝胶，敏感催化剂的保护伞 不过，氢化酶在燃料电池的限制条件下还无法工作，氧气和高电势会导致氢化酶失活。为了使得敏感催化剂能够适应标准燃料电池的工作条件，科研人员提出了可行的解决方案。其核心思想是用氧化还原水凝胶这类具有特殊防失活性能的保护基体充当催化剂的保护伞。氢化酶不直接与电极接触，氧化还原水凝胶作为支撑保护结构，同时作为氧化还原缓冲物和氧清除剂。因此，在水凝胶薄膜内，既没有高电位，也无影响生物催化剂活性的氧气。工作条件下，水凝胶改性的燃料电池能够将氢化学能转换成为电能，工作时间可达数周。相反，不存在水凝胶的条件下，氢化酶数秒内即失活。新型燃料电池中水凝胶的开发，是燃料电池在全球可持续能源产业中实现重新定位的重要一步。另外，水凝胶的概念对于各种内在稳定性受限的敏感生物/人工催化剂的应用也带来了希望。