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樂高式燃料電池催化劑

更新時間:2018-06-26點擊次數:2162

 據外國媒體報道:布法羅藝術與科學學院(UB)化學助理教授蒂莫西庫克博士和他的團隊設計了新的自組裝化合物-鈷熒光鈷卟啉。這些分子催化氫氧化學反應能力很強,可能是替代能源的下一個重大進展。

 據庫克教授介紹,這些化合物的一大特點是它們就如同樂高積木一樣,在溶液中自行組裝。通過搖動和烘烤技術:將這些碎片加入燒瓶中,攪拌它們并加熱,隨著時間的推移,這些積木會在正確的位置連接在一起形成終的復合體。2.jpg

 團隊撰寫的描述這種新材料的論文于5月29日發表在Chemistry:A European Journal上。庫克的合作者包括作者、UB化學博士研究生Amanda N. Oldacre; UB化學博士生Matthew R. Crawley;以及UB工程與應用科學學院材料設計和創新研究副教授Alan E. Friedman博士。

 該材料價格低廉,易于大批量生產,這使得它成為替代當今氫燃料電池中昂貴的鉑催化劑的理想候選者。

 自組裝是制造復雜分子的好方法。通常,要合成一種新材料,必須逐個添加件,這帶來了時間和金錢的成本。分子自組裝更快,這是一個一步的過程。

 鈷熒光鈷卟啉由兩種稱為鈷卟啉的扁平分子組成,它們像三明治面包一樣堆疊在彼此的頂部并通過釕“夾子”連接。

 為了制造終的化合物,庫克的實驗室設計了卟啉和化學性質的夾子,確保它們能夠在正確的 位置相互連接。然后團隊將卟啉溶液與夾子混合并加熱。在兩天內,這些碎片自組裝形成鈷熒光鈷卟啉。

 與其設計用于取代的鉑催化劑一樣,鈷卟啉鈷促進氫燃料電池中的氧還原反應。氧還原反應將氧分子分裂成兩個獨立的氧原子,然后可以與氫結合形成水 - 這是一種產生能量的相互作用。

 對這個項目的基礎化學進行研究是非常有意義的,它可能對碳中性能量轉換產生巨大影響。

 

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