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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400-1000/g可调,导电性可达20S
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(1-3n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25000h/kg,远高于锂离子的300h/kg及燃油车汽油12000h/kg。
即便是美方推出600h/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。