UCLA开发新催化剂——可使燃料电池寿命接近翻倍

由加州大学洛杉矶分校（UCLA）材料科学家和化学家领导的研究团队设计了一种新的超细铂金纳米催化剂，该催化剂嵌入了氧化钴团簇，可以使燃料电池更加耐用，几乎达到美国能源部（DOE）设定的预期寿命目标的2倍。

由加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院材料科学与工程教授黄领导的研究人员估计，配备新型耐用燃料电池的轻型车辆，如乘用车，使用时间可以超过15,000小时——比能源部的最终目标8,000小时（或大约150,000英里）长87.5%。提高的寿命也可能使重型车辆受益，如长途半挂卡车，通过略微增加使用嵌入氧化物铂金催化剂。

直接将氢的化学能转化为电能的质子交换膜燃料电池一直是一种有吸引力的零排放发电技术。在电池内部，膜中嵌入了催化剂，如铂金合金。然而，由于铂金会随时间溶解，降低了燃料电池的性能，因此在实现催化效率和燃料电池耐用性之间找到最佳平衡点一直很困难。

燃料电池更广泛采用的一个主要挑战仍然是使它们的最优性能持续足够长的时间以实现商业可行性。我们的研究展示了一个原子内部支架，它在催化剂中固定铂金原子，使它们在长时间内保持稳定。

——黄教授，加州大学洛杉矶分校Samueli的Traugott和Dorothea Frederking冠名教授

研究人员没有使用传统的铂金合金，而是在铂金原子的壳内嵌入了氧化钴分子团簇。这种设计利用了强大的铂金-氧化物相互作用，使催化剂在结构和化学上更加耐用，而不会牺牲燃料电池的活性。

由此产生的混合结构有助于铂金离子粘附并保持在一起，使得使用时间延长，减少了催化剂更换成本。在他们的实验中，研究人员看到这种设计在耐用性和寿命方面超过了传统的铂金-钴合金。研究团队还使用一系列微观、光谱和模拟技术验证了纳米级结构。

加州大学洛杉矶分校技术发展集团已就该技术申请了美国临时专利。

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24M发布Impervio电池隔膜新测试数据

24M为其电池隔膜Impervio发布了新的测试数据，该隔膜解决了电动汽车（EV）、储能系统（ESS）和消费应用中日益增长的电池安全问题。这些新数据与近期美国和国际上的电池火灾事件后日益增长的担忧相吻合。

Impervio宣称除了其他优点外，其还解决了过充电的安全风险。过充电是指电池超过其安全充电阈值但仍继续充电并过热，这在过去一年中导致了多起电动汽车火灾。

过充电可能导致枝晶形成和内部短路，这可能导致电池火灾和/或爆炸。Impervio通过在单个电极级别控制电池，阻止枝晶的传播，从而防止枝晶的形成，并实现早期故障检测。

该技术可以通过监控电池的电化学过程并实现潜在短路时的故障安全机制，以防止热失控。

在24M实验室进行的新测试中，公司比较了两种不同电池软包的性能和安全性——一种是带有Impervio隔膜的10Ah高镍NMC/石墨软包电池，另一种是带有传统隔膜的现成的镍NMC石墨软包电池。

两种电池都被充至满电状态，然后推进至100%过容量或两倍于制造商指定的最大电压。带有Impervio的电池在过充电一小时后表现出色，没有短路或过热。

相比之下，现有电池在过充电15分钟后一致过热，枝晶引起的微短路发生，38分钟后电池爆炸起火。

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世界电池资讯（20240919）