金属有机框架材料的氨燃料电池性能研究  被引量:2

Study on Ammonia Fuel Cell Performance of Metal-organic Framework Materials

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作  者:李佳 冯振 张森 王梦想 LI Jia;FENG Zhen;ZHANG Sen;WANG Mengxiang(College of Materials Sciences and Engineering,Henan Institute of Technology,Xinxiang 453003,Henan China;School of Physics,Henan Normal University,Xinxiang 453007,Henan China)

机构地区:[1]河南工学院材料科学与工程学院,河南新乡453003 [2]河南师范大学物理学院,河南新乡453007

出  处:《河南科学》2023年第3期336-341,共6页Henan Science

基  金:河南省高校国家级大学生创新创业训练计划项目(202211329002);河南省高等学校重点科研项目(22A140017);河南工学院高层次人才科研基金项目(KQ2112);新乡市科技攻关计划项目(GG2021019)。

摘  要:在“双碳”目标和“氢能源”背景下,氨作为一种无碳氢载体,被认为是一种可替代氢用于燃料电池的理想燃料.氨燃料电池可实现将氨高效转化为电能,放电生成物只有氮气和水,不会排放对生物有害的物质和导致全球变暖的二氧化碳,是一种对环境负担较小的能量转化系统.然而,氨燃料电池中阳极催化活性不足,直接影响着氨燃料电池的性能.针对于此,设计了一类新型的金属有机框架材料,从理论上研究了其作为氨燃料电池阳极催化剂的可能性.结果表明:该类金属有机框架材料是一类结构稳定的单原子催化材料,其反应活性位点是中心的过渡金属原子,活性金属原子对反应活性有直接影响;以钒金属为活性中心的金属有机框架材料表现出较好的氨分解活性,其起始电位为0.20 V.Under the background of“dual-carbon”target and“hydrogen energy”,ammonia,as a hydrocarbon-free carrier,is considered as an ideal fuel to replace hydrogen for fuel cell.Ammonia fuel cells can efficiently convert ammonia into electric energy.The discharge products are only nitrogen and water,which will not emit harmful substances to organisms and carbon dioxide that causes global warming.It is an energy conversion system with less burden on the environment.However,the sluggish catalytic activity in ammonia fuel cells directly affects its performance.In view of this,a new type of metal-organic framework material is designed,and its possibility as an anode catalyst for ammonia fuel cells is studied theoretically.The results show that the metal-organic framework material is a kind of monatomic catalytic material with stable atomic structure.The reactive active site is the central transition metal atom,and the active metal atom has a direct effect on the reaction activity.The metal-organic framework material with vanadium as the active center shows good ammonia decomposition activity,and the initial potential is 0.20 V.

关 键 词:氨燃料电池 金属有机框架材料 起始电位 氨氧化反应 

分 类 号:TM206[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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