新型鉬摻雜鎳催化劑促進汽油等燃料在固體氧化物燃料電池中的使用

由華盛頓州立大學(WSU)團隊領導的研究人員開發了一種獨特且廉價的納米顆粒催化劑，可使固體氧化物燃料電池(SOFC)將液體燃料(例如汽油)轉化為電能，而不會終止電化學過程。該研究成果發表在《Applied Catalysis B：Environmental》雜志上。除了WSU的研究人員外，該團隊還包括來自馬薩諸塞大學、石溪大學、布魯克海文國家實驗室、中國佛山科學技術學院以及太平洋西北國家實驗室的研究人員。該研究成果有助于提高汽油動力車的效率，減少二氧化碳排放量。

燃料電池提供了一種將燃料中的化學能直接轉化為電能的清潔而高效的途徑。由于燃料電池是通過電化學反應運行，而不是靠活塞的機械工作運行，所以燃料電池比汽車內燃機更高效。當用氫氣作燃料時，唯一產生的廢物是水。盡管氫燃料電池技術前景廣闊，但是將高壓氫氣存儲在燃料箱中仍然存在巨大的經濟和安全挑戰。在美國，氫氣基礎設施很少，該技術的市場滲透率很低。

與純氫燃料電池不同，成熟的SOFC技術可以使用多種液體燃料運行，例如汽油、柴油，甚至是生物柴油，并且在催化劑中不需要使用貴金屬。以汽油SOFC為動力的汽車可以使用現有的加油站。但是，以汽油為燃料的燃料電池容易在電池內產生積炭，使轉化反應停止。液體燃料中常見的其他化學物質(例如硫)也會終止反應并使燃料電池失活。

WSU團隊在其SOFC燃料電池中使用一種由鎳制成的廉價催化劑，在其中加入鉬的納米顆粒。對摻鉬催化劑進行測試的結果顯示，燃料電池能夠連續運行 24 h，而普通的鎳基催化劑在 1 h 內就會失效。該系統可抵抗積炭和硫中毒。

這項工作是由美國海軍研究辦公室與華盛頓的地球富含材料部署與研究聯合中心(JCDREAM)共同資助的。