UNIST开发高性能自组装SOFC催化剂

据外国媒体报道：最近一项隶属于UNIST的研究推出了一种新型催化剂，可显着提高固体氧化物燃料电池（SOFC）中钙钛矿电极的性能。

这一突破由UNIST的能源与化学工程学院的Gunatae Kim教授领导，与Sukmyeong女子大学的Jeeyoung Shin教授，首尔大学的Jeong Woo Hn以及UNCR的UCRF教授Hu Young Jeong合作。新催化剂形成合金，其中燃料电池的催化剂在燃料电池运行期间上升到表面。因此，即使直接使用碳氢化合物也不会破坏，并保持性能。

这项研究首次报道了“催化材料使合金自身提高反应效率的现象”。本研究的结果被选为2018年9月出版的“材料化学杂志”A期刊的封面，以及2018年“材料化学杂志”的热门论文。

开发可负担的氢燃料电池的主要挑战之一就是存储。这是因为氢是爆炸性的并且需要昂贵的容器来安全地保持它。而使用诸如页岩气，天然气，甲烷，丙烷和丁烷气体的碳氢化合物的SOFC的开发难度就大大降低。

但是，如果常规SOFC中使用的催化剂使用碳氢化合物燃料，其性能将急剧下降。这是因为催化剂表面被烃类燃料中含有的碳或硫污染，从而使性能劣化。为解决此问题，需要额外的工艺来添加催化剂增强材料。

研究团队用新型催化剂解决了这个问题，该催化剂采用层状钙钛矿结构设计。这项研究的核心是建立一个双层钙钛矿结构（钴，镍），有助于电气生产所需的化学反应，当燃料电池运行时，它能够自组装。

研究人员开发的催化剂直接使用甲烷气体作为燃料，稳定运行超过500小时。还证实催化剂的反应效率是先前报道的催化剂的四倍。

该研究的结果得到了韩国能源技术评估与规划研究所（KETEP）的支持

参考文献：Ohhun Kwon, et al., “Self-assembled alloy nanoparticles in a layered double perovskite as a fuel oxidation catalyst for solid oxide fuel cells”, Journal of Materials Chemistry A, (2018).