维度网讯,印度国际粉末冶金和先进材料研究中心(ARCI)开发出一项新技术,能够从废旧锂离子电池中回收石墨,并将其转化为高价值功能材料,以提升燃料电池效率。
随着锂离子电池和燃料电池技术的进步,电池废物管理和高效耐用的催化剂需求日益突出。研究人员专注于石墨的再利用,这种材料在铂基氧还原反应电催化剂中作为功能性添加剂。
ARCI团队通过化学剥离处理回收的石墨,增加了其表面积和边缘官能团数量,并进行了物理化学表征、电化学评估和成分优化。研究结果已在《ACS可持续资源管理》期刊上发表。
与以往研究不同,该工作展示了在酸性介质中使用回收石墨实现甲醇耐受的氧还原反应。当与铂催化剂结合时,剥离石墨形成导电网络,增强电子导电性和氧气传输,同时选择性吸附甲醇分子。
这种结构还起到化学屏障作用,抑制甲醇氧化和铂的一氧化碳中毒。研究人员确定最佳成分为10%剥离石墨,提供了良好性能和耐久性。
这有助于防止在直接甲醇燃料电池酸性条件下的性能退化,从而改善氧还原反应性能和长期稳定性。甲醇耐受性得到提升,电催化性能增强,同时保护铂免受一氧化碳中毒。
此项技术促进锂离子电池的可持续回收,减少对昂贵催化剂的依赖,支持清洁能源技术发展和燃料电池商业化,有助于降低环境影响并提高能源安全。
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