与UNIST相关的一组科学家在提高氢燃料电池的效率方面取得了重大突破，氢燃料电池作为环保的下一代能源受到广泛关注。
在UNIST化学系Myoung Soo Lah教授的带领下，该团队成功开发了利用金属有机框架（MOFs）的固体电解质材料。这种创新方法显著增强了氢燃料电池中使用的固体电解质中氢离子的电导率。此外，研究团队还引入了低酸度的客体分子，这标志着用于此目的的中间体取得了开创性的成就。通过实施一种增加MOF孔内客体分子数量的新方法，他们实现了改进的氢离子电导率。
氢燃料电池和当前局限性
氢燃料电池是将氢气和氧气反应产生的化学能直接转化为电能的高效环保发电装置。目前，质子交换膜燃料电池主要采用Nafion作为电解质材料，因为它具有热、机械和化学稳定性以及高氢离子电导率。然而，这些系统在工作温度范围方面存在局限性，并且缺乏对其性能增强机制的明确性。
研究小组将注意力转向MOFs作为潜在的替代品。MOF是由金属团簇组成的材料，通过有机配体相互连接形成多孔结构。MOFs具有优异的化学和热稳定性，最近在燃料电池应用中引起了人们的极大兴趣。此外，MOFs在生成时具有不同大小的孔隙，可以通过这些通道引入客体分子来开发具有高氢离子电导率的材料。
开创性的方法和结果
在这项研究中，由Myoung Soo Lah教授领导的UNIST研究团队进行了这项研究，两性离子氨基磺酸（一种具有正电荷和负电荷的低酸度两性离子物质）作为客体分子被引入两种类型的MOF，即MOF-808和MIL-101。氨基磺酸是一种客体分子，具有各种形式的特殊氢键能力，可有效作为转移氢离子的介质。通过增加MOFs孔隙中的氨基磺酸含量，该团队成功开发了具有高氢离子电导率（达到10-1 Scm-1或更高水平）的材料。此外，这些材料表现出非凡的耐久性，因为它们在很长一段时间内保持氢离子电导率。
研究结果为通过利用金属有机框架提高氢燃料电池的效率和性能提供了巨大的希望。这一突破有助于加快可持续能源解决方案的进展，与全球脱碳的努力保持一致。
暂无评论内容