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第247章 玲珑球催化剂(2 / 2)

负责人,他在全球化工能源层面的地位举足轻重。

教授略微顿了顿后,肯定的说道:

“我们详细讨论过这个方案,以这几年我们的研究进展来看,目前最大的瓶颈并不是替代材料,反而是如何解决类似铂催化剂纳米颗粒团聚导致的催化活性降低问题。”

随着潘科夫-弗拉基米尔教授的讲解,岚风更进一步的认识到,即便是铂催化剂,其催化效率也不是100%,大约在80%左右,而且更致命的问题在于,比如经过1万次的催化循环后,其活性会大量降低。

教授接着说道:

“你提供的这个微观结构,我们的确从来没有见到过,我不确定这个世界上会有这种物质存在。

当然,既然你们材料部已经发出来,说明这种结构肯定能制备出来。

真是这样的话,那就解决了我们根本问题,我们有信心,利用研究成熟的Fe-C-x成分组合,完全替换掉铂催化剂。

届时,整个燃料电池的成本会暴降50%,甚至更多,要知道铁和碳等元素很便宜,即便是后缀的X元素,选用镍、钯、氮等,也不会贵。”

有了潘科夫-弗拉基米尔教授肯定的回答,岚风喜出望外,这些年来不断的高额投入,即便富如他,也有些吃不消。

接着,能源部的华方首席专家,席慕卿教授也兴奋的说道:

“秦总,虽然这些年我们没有什么拿得出手的应用成果,但我们也没偷懒,很多技术都在研发储备,但就是缺少一个契机,缺少一个捅破窗户纸的手指。

比如刚才弗拉基米尔教授提到的Fe-C-x催化剂体系,我们能将其催化活性最高实现铂催化剂活性的2.7倍。

但是,这种超高催化效果,由于Fe无法承受燃料电池内部的强腐蚀和氧化环境,其循环寿命只有几十次。

如果我们真的成功将该体系按照您提供的特殊结构制备出来,那么毫无疑问,我们有信心,将整个催化剂活性保持在现今铂最高水平的2倍以上。”

“2倍?你可当真?”

岚风笑盈盈的问道,他其实已经有了制备该简化版结构的方案,也是使用碳纳米材料来实现,而这刚好与Fe-C-x成分体系相配合,简直就是天衣无缝。

接下来的2个多月,云端科技研究院的化工能源部、新材料实验室两方协同作战,顺利设计出一套方案。

这款被称为“玲珑球催化剂”的新型催化材料体系,其结构就类似于华国古代能工巧匠制作的“同心球”,即在不破坏材料整体的情况下,一层一层的大球包小球,形成多层可自由活动的球壳。

明代曹昭在《格古要论·珍奇·鬼工毬》中写道:“尝有象牙圆毬儿一箇,中直通一窍,内车数重,皆可转动,故谓之鬼工毬,或高宗内院中作者”。

玲珑球催化剂结构基本就类似于此。

一旦理论研究获得突破,对于云端科技研究院这些顶级材料、化工、能源领域的专家来说,完成工程开发也不是多难的事,只不过会花些时间而已。

按照玲珑球催化剂材料的设计方案:

他们先搭载出新型纳米多孔碳载体,多孔碳载体内部是三维贯通的纳米孔道结构,每个孔与周围12个孔相连,孔洞呈现肚大口小特点,孔道结构有序,孔径分布窄,可在10-1000纳米的范围内精确调控。孔壁表面还分布着大量微孔,有利于诱捕金属离子,实现超低的金属负载量。

与目前用的载体结构相比,纳米多孔碳的孔道结构规则有序且大小可控,比表面400-1000m2/g可调,导电性可达20 S/cm;

催化剂负载后被限制在孔洞内,不易团聚和流失,可提高催化剂寿命3倍以上;

孔径及连接孔大小可调,可根据反应物和产物的尺寸精确设计需要的孔道结构,显著提高催化效率(25%左右);

由于纳米多孔碳孔道规则有序,而且孔结构呈现肚大口小的特点,用简单的浸渍还原工艺即可制备粒径分布窄(1-3nm)且分散均匀的金属纳米颗粒,大大简化制备工艺。

以此方案,整个玲珑球催化体系,将会实现现有铂催化材料2.2倍的催化效率,其催化活性循环使用时间超过3倍,整体燃料电池制备成本降低64%。

如果真能研发成功,那么氢燃料电池最核心的成本问题将不复存在,整个电池的发电效率高达86%,其重量能量密度25000Wh/kg,远高于锂离子的300Wh/kg及燃油车汽油12000Wh/kg。

即便是美方推出600Wh/kg的新型商业化锂离子电池,岚风他们的氢燃料电池也是碾压它们的存在,能量密度高出50倍以上,唯一比拼的就是整体成本和产业链规模。

“如果真能将玲珑球催化剂研发成功,我才不怕你老美的高性能锂离子电池呢,不过,真要让氢燃电池汽车产业化,还有很多难题要解决...”

岚风喃喃自语道。

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