新型钼掺杂镍催化剂促进汽油等燃料在固体氧化物燃料电池中的使用

由华盛顿州立大学(WSU)团队领导的研究人员开发了一种独特且廉价的纳米颗粒催化剂，可使固体氧化物燃料电池(SOFC)将液体燃料(例如汽油)转化为电能，而不会终止电化学过程。该研究成果发表在《Applied Catalysis B：Environmental》杂志上。除了WSU的研究人员外，该团队还包括来自马萨诸塞大学、石溪大学、布鲁克海文国家实验室、中国佛山科学技术学院以及太平洋西北国家实验室的研究人员。该研究成果有助于提高汽油动力车的效率，减少二氧化碳排放量。

燃料电池提供了一种将燃料中的化学能直接转化为电能的清洁而高效的途径。由于燃料电池是通过电化学反应运行，而不是靠活塞的机械工作运行，所以燃料电池比汽车内燃机更高效。当用氢气作燃料时，唯一产生的废物是水。尽管氢燃料电池技术前景广阔，但是将高压氢气存储在燃料箱中仍然存在巨大的经济和安全挑战。在美国，氢气基础设施很少，该技术的市场渗透率很低。

与纯氢燃料电池不同，成熟的SOFC技术可以使用多种液体燃料运行，例如汽油、柴油，甚至是生物柴油，并且在催化剂中不需要使用贵金属。以汽油SOFC为动力的汽车可以使用现有的加油站。但是，以汽油为燃料的燃料电池容易在电池内产生积炭，使转化反应停止。液体燃料中常见的其他化学物质(例如硫)也会终止反应并使燃料电池失活。

WSU团队在其SOFC燃料电池中使用一种由镍制成的廉价催化剂，在其中加入钼的纳米颗粒。对掺钼催化剂进行测试的结果显示，燃料电池能够连续运行 24 h，而普通的镍基催化剂在 1 h 内就会失效。该系统可抵抗积炭和硫中毒。

这项工作是由美国海军研究办公室与华盛顿的地球富含材料部署与研究联合中心(JCDREAM)共同资助的。