減少鉑需求 80%,香港研發全球最耐久的氫燃料電池

如果打造更便宜、效率更高的氫燃料電池?現在香港研究團隊研發一款嶄新的氫燃料電池,不僅刷新了最高耐久性記錄,且更具成本效益。

氫燃料電池利用氫及氧來發電,發電過程不會產生二氧化碳、懸浮粒子及其他有機會引致煙霧及健康問題的空氣污染物,排放出來的只有水,因此過去一直以來被視為較乾淨的供電來源,只是由於氫燃料電池依賴的催化劑,多由昂貴的鉑製成,至今未能大規模商業化。

科學家們一直努力尋找鐵-氮-碳等較常見且便宜的鉑替代品,但都面臨到發電效能與耐久性問題,但香港科技大學已經提出解方,不僅大幅降低催化劑的所需的 80% 鉑含量,更刷新氫燃料電池發電耐久性的世界記錄。

(圖片來源:香港科技大學)

研究指出,經過十萬次電壓循環的加速壓力測試後,催化效率仍維持在 97%,相較之下,一般催化劑經過三萬次的加速壓力測試後,通常效率會大砍 50% 以上,而團隊的另一項測試也顯示出新型氫燃料電池的良好表現,使用新型混合催化劑後,即使持續運作超過 200 小時,催化效果也沒有出現下降。

團隊指出,良好表現其中一個原因是它有三個不同類型的活性中心(active site)進行催化作用,較只有一個活性中心的傳統催化劑多。由原子分散的鉑、單原子鐵,以及鉑鐵合金奈米粒子所組成的新型混合催化劑,可以加快催化速度,產生的催化作用亦較鉑催化劑高出 3.7 倍。理論上,催化性能愈好,燃料電池所產生的功率也會愈大。

科大化學及生物工程學系邵敏華教授表示,要建立一個碳中和的社會,採用氫燃料電池這種綠色能源轉換設備是有必要的。面對嚴峻的氣候危機,綠色能源的應用必需進一步加強。

(首圖來源:Flickr/JOHN LLOYD CC BY 2.0)