Korrosionsprobleme bei Wasserstoff-Brennstoffzellen -Lithium-Ionen-Batterieausrüstung

Wenn ein Fahrrad im Regen nass wird, können Rahmen und Kette korrodieren oder rosten, was die Lebensdauer des Fahrrads verkürzt, daher ist ein regelmäßiges Ölen erforderlich, um dies zu verhindern. Batterien sind Geräte, die Elektronen bewegen, um Strom zu erzeugen, indem sie Oxidations- bzw. Reduktionsreaktionen auslösen, aber auch korrodieren können, wenn sie Sauerstoff ausgesetzt werden. Verhindert das Schmieren einer Batterie also Rost?

Am 13. August verwendete ein Forschungsteam unter der Leitung von Yong-TaeKim, Professor für Materialwissenschaft und -technik an der Pohang University of Technology (POSTECH), und dem Doktoranden SangMoonJung am 13. August einen Katalysator, der Platin und Wolframwasserstoffbronze kombinierte. (Pt/HxWO3), die das Korrosionsproblem der Brennstoffzelle löst, wenn das Wasserstofffahrzeug nicht in Betrieb ist. Es hat sich gezeigt, dass solche Katalysatoren die Oxidation von Wasserstoff fördern und selektiv die Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) hemmen.

Mit der zunehmenden Verbreitung umweltfreundlicher Wasserstofffahrzeuge wird der Wettlauf um die Leistung von Brennstoffzellen weltweit immer intensiver. Brennstoffzellen sind das Herzstück von Wasserstofffahrzeugen. Im Vergleich zu Brennstoffzellen zur Stromerzeugung, die nach dem Start nicht anhalten, haben Brennstoffzellen für Kraftfahrzeuge eine sehr geringe Leistung, da sie zeitweise nicht mehr funktionieren. Wenn die Autozündung ausgeschaltet wird, tritt die Sauerstoffreduktionsreaktion auf, Luft wird vorübergehend in die Anode der Batterie eingeführt und die Korrosion der Kathodenkomponenten wird beschleunigt, da das Kathodenpotential sofort ansteigt. (Lithium-Ionen-Batterieausrüstung)

Das Forschungsteam konzentrierte sich auf das Phänomen des Metall-Isolator-Übergangs (MIT), das die elektrische Leitfähigkeit eines Materials selektiv an die Umgebung anpassen kann, um das Degradationsproblem von Brennstoffzellen in Kraftfahrzeugen zu lösen.

Dabei konzentrierten sich die Forscher insbesondere auf Wolframoxid (WO3). Im Allgemeinen wird Wolframoxid als elektrochromes Material verwendet, das die Leitfähigkeit durch Einlagerung und Reduktion von Protonen verändern kann. Wenn das Auto normal funktioniert, wird das MIT-Phänomen von Wolframoxid genutzt, um eine Elektrodenreaktion zu erzeugen, während der Übergang von H-WO3 (Leiter) durch Einfügen eines Protons aufrechterhalten wird. Dann, wenn die Autozündung ausgeschaltet ist, wird die Mischluft eingeführt, um den Sauerstoffdruck zu erhöhen und ihn in WO3 (Sekundärleiter) umzuwandeln, um die Elektrodenreaktion zu stoppen und so das Problem der Kathodenkorrosion zu lösen.

Die Haltbarkeit dieses durch den Metallisolatorübergang erzeugten Pt/HxWO3-Katalysators für die selektive Wasserstoffoxidationsreaktion (HOR) im Vergleich zu herkömmlichen kommerziellen Pt/C-Katalysatormaterialien im Vergleich zu herkömmlichen kommerziellen Pt/C-Katalysatormaterialien in der MEA-Autobatteriebewertung ist mehr als 2-mal höher.

Professor Yong-Tae Kim, der die Forschung leitete, sagte: "Diese Forschung hat die Haltbarkeit von Brennstoffzellen für Kraftfahrzeuge erheblich verbessert, und es wird erwartet, dass solche Forschungsergebnisse die Kommerzialisierung von Wasserstofffahrzeugen weiter vorantreiben werden." Technisches Servicezentrum für Maschinenfahrzeuge in China