日本開發(fā)不使用白金的燃料電池

為了應(yīng)對(duì)行駛時(shí)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(huì)出現(xiàn)白金價(jià)格高漲及供應(yīng)短缺的問(wèn)題。新催化劑預(yù)計(jì)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(guò)氫和氧的化學(xué)反應(yīng)來(lái)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(qiáng)的白金時(shí)，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(guó)家，因此供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)很大。為了應(yīng)對(duì)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(yáng)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(yáng)表示，“重復(fù)了2萬(wàn)次模擬汽車加速和減速的實(shí)驗(yàn)，性能都沒(méi)有降低，可見耐用性比使用白金的催化劑更高”。計(jì)劃試制出大型電池，確認(rèn)性能，爭(zhēng)取2030年以后配備到汽車上。

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