可再生燃料電池在通過將電能可逆地轉化為氫氣以及將氫氣再轉化為電能來實現高效、大規模的能量存儲方面具有巨大潛力,這使得它們對于利用間歇性可再生能源至關重要。然而,其實際應用受到效率不盡人意的阻礙。應對這一挑戰需要開發具有成本效益的電催化劑。
有鑒于此,新加坡國立大學劉斌(美國國家工程院外籍院士,新加坡工程院院士,新加坡國家科學院院士)、汪磊助理教授、西安交通大學蘇進展教授等報道開發了一種負載在碳納米管CNT上,且Ru負載量非常低的RuNi復合材料,作為一種用于堿性條件下氫和氧電催化的高效且穩定的催化劑,這些電催化反應包括HER反應、OER反應、HOR反應和ORR反應。
本文要點:
(1)
此外,使用這種催化劑復合材料組裝了一個可再生燃料電池,并在實際相關條件下對其進行了評估。正如預期的那樣,該系統在電解池模式和燃料電池模式下均表現出出色的性能。具體而言,在電解池模式下,它實現了低至1.64 V的電池電壓以達到1 A cm?2的電流密度;在燃料電池模式下,在相同的電流密度下它能提供0.52 V的高輸出電壓,在未進一步優化的情況,實現了31.6%的往返效率(RTE,round-trip efficiency)。
(2)
RuNi復合催化劑表現了多功能、高活性以及優異的往返效率,突出展示了其作為可再生燃料電池單一催化劑的潛力。
參考文獻
Chunfeng Li, Danning Li, Lubing Li, Haozhou Yang, Yan Zhang, Jinzhan Su, Lei Wang, Bin Liu, CNT-Supported RuNi Composites Enable High Round-Trip Efficiency in Regenerative Fuel Cells, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202500416
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500416