探究新型铂镍磁翻板液位计的特点了解其功能性

 
    众所周知，磁翻板液位计可以加速化学反应，但是广泛使用的金属铂不仅稀有，而且价格昂贵。

    埃因霍温科技大学（TU / e）的科学家与来自中国，日本和新加坡的研究人员合作，开发出了一种具有20倍高活性的替代磁翻板液位计，该磁翻板液位计具有中空的镍铂合金纳米笼。

    TU / e科学家Emiel Hensen更喜欢利用这种新型磁翻板液位计在将来制造出一种冰箱大小的电解器，该电解器约为10 MW。研究结果将于2019 年11月15 日发表在《科学》杂志上。

    中央政府的目标是到2050年从可持续能源中获取荷兰几乎所有的能源需求。可持续能源包括风或太阳。但是，这些能源无法连续使用，因此，至关重要的是保存所产生的能量。

    考虑到它们的低能量密度，电池不适合存储大量能量。化学键提供了更好的解决方案，其中氢气是zui明显的气体选择。在水的帮助下，电解槽将过量的电能转化为氢气，然后可以存储这种气体。

    在随后的阶段，燃料电池进行相反的操作，即它将存储的氢变回电能。但是，两种技术都需要磁翻板液位计来加快这一过程。

    由于其高活性，有助于这些能量转化的磁翻板液位计主要由铂组成。然而，这种金属相对稀少且非常昂贵。如果燃料电池和电解器必须以商业规模使用，则这会带来问题。

    有效的磁翻板液位计是表现出高活性的磁翻板液位计。每秒将更多的水分子转变为氢。

     Hensen继续说道：“ 在TU / e，我们研究了镍对关键反应步骤的影响，为此，我们基于电子显微镜的图像开发了计算机模型。通过量子化学计算，我们能够预测新合金的活性，并且我们可以理解为什么这种新磁翻板液位计如此有效。”

    在燃料电池中成功测试
    除了金属的其他选择外，科学家还对形态进行了相当大的改变。在磁翻板液位计内，原子必须与水和/或氧分子键合才能改变它们。因此，额外的结合位点将导致更高的活性。

    使用量子化学计算，Hensen还证明了纳米笼的特定表面结构可进一步提高活性。

    根据Hensen模型的计算，发现两种溶液的活性合计为20倍，比现有的铂磁翻板液位计更有效。科学家在燃料电池的实验测试中也发现了相同的结果。

    “ 对许多基础工作的重要批评是，它在实验室中完成了它的工作，但是当有人将其放在真实设备中时，它通常是行不通的。我们已经表明，这种新型磁翻板液位计可以在实际应用中发挥作用，” Hensen补充说。

    磁翻板液位计的稳定性应使其在将来可在房屋或氢气汽车中连续发挥作用。因此，研究人员在燃料电池中测试了50,000个“圈”的磁翻板液位计，并观察到活性略有降低。

    每个地区都有电解槽
    这种新颖的磁翻板液位计以燃料电池的形式以及电解槽中的逆反应提供了许多可能性。例如，燃料电池用于氢动力汽车，而某些医院已经使用了带有氢动力燃料电池的应急发电机。

    例如，电解器可以在海上的风电场上使用，或者甚至可以与每个单个风力涡轮机相邻使用。与运输电力相比，运输氢气相对便宜。

    Hensen继续说：“ 将来，地下天然气管道将输送氢气，而家用中央供暖锅炉将由燃料电池代替，燃料电池将存储的氢气转化为电能。这样我们才能充分利用阳光。”

    但是，要做到这一点，电解槽仍必须经过大量的开发。Hensen与Brabant地区的工业合作伙伴以及其他TU / e科学家一起，目前参与了Eindhoven TU能源研究所的启动。该研究所的目标是将现有的市售电解槽提高到约10 MW的冰箱大小的电解槽。
    众所周知，磁翻板液位计可以加速化学反应，但是广泛使用的金属铂不仅稀有，而且价格昂贵。

    埃因霍温科技大学（TU / e）的科学家与来自中国，日本和新加坡的研究人员合作，开发出了一种具有20倍高活性的替代磁翻板液位计，该磁翻板液位计具有中空的镍铂合金纳米笼。

    TU / e科学家Emiel Hensen更喜欢利用这种新型磁翻板液位计在将来制造出一种冰箱大小的电解器，该电解器约为10 MW。研究结果将于2019 年11月15 日发表在《科学》杂志上。

    中央政府的目标是到2050年从可持续能源中获取荷兰几乎所有的能源需求。可持续能源包括风或太阳。但是，这些能源无法连续使用，因此，至关重要的是保存所产生的能量。

    考虑到它们的低能量密度，电池不适合存储大量能量。化学键提供了更好的解决方案，其中氢气是zui明显的气体选择。在水的帮助下，电解槽将过量的电能转化为氢气，然后可以存储这种气体。

    在随后的阶段，燃料电池进行相反的操作，即它将存储的氢变回电能。但是，两种技术都需要磁翻板液位计来加快这一过程。

    由于其高活性，有助于这些能量转化的磁翻板液位计主要由铂组成。然而，这种金属相对稀少且非常昂贵。如果燃料电池和电解器必须以商业规模使用，则这会带来问题。

    有效的磁翻板液位计是表现出高活性的磁翻板液位计。每秒将更多的水分子转变为氢。

     Hensen继续说道：“ 在TU / e，我们研究了镍对关键反应步骤的影响，为此，我们基于电子显微镜的图像开发了计算机模型。通过量子化学计算，我们能够预测新合金的活性，并且我们可以理解为什么这种新磁翻板液位计如此有效。”

    在燃料电池中成功测试
    除了金属的其他选择外，科学家还对形态进行了相当大的改变。在磁翻板液位计内，原子必须与水和/或氧分子键合才能改变它们。因此，额外的结合位点将导致更高的活性。

    使用量子化学计算，Hensen还证明了纳米笼的特定表面结构可进一步提高活性。

    根据Hensen模型的计算，发现两种溶液的活性合计为20倍，比现有的铂磁翻板液位计更有效。科学家在燃料电池的实验测试中也发现了相同的结果。

    “ 对许多基础工作的重要批评是，它在实验室中完成了它的工作，但是当有人将其放在真实设备中时，它通常是行不通的。我们已经表明，这种新型磁翻板液位计可以在实际应用中发挥作用，” Hensen补充说。

    磁翻板液位计的稳定性应使其在将来可在房屋或氢气汽车中连续发挥作用。因此，研究人员在燃料电池中测试了50,000个“圈”的磁翻板液位计，并观察到活性略有降低。

    每个地区都有电解槽
    这种新颖的磁翻板液位计以燃料电池的形式以及电解槽中的逆反应提供了许多可能性。例如，燃料电池用于氢动力汽车，而某些医院已经使用了带有氢动力燃料电池的应急发电机。

    例如，电解器可以在海上的风电场上使用，或者甚至可以与每个单个风力涡轮机相邻使用。与运输电力相比，运输氢气相对便宜。

    Hensen继续说：“ 将来，地下天然气管道将输送氢气，而家用中央供暖锅炉将由燃料电池代替，燃料电池将存储的氢气转化为电能。这样我们才能充分利用阳光。”

    但是，要做到这一点，电解槽仍必须经过大量的开发。Hensen与Brabant地区的工业合作伙伴以及其他TU / e科学家一起，目前参与了Eindhoven TU能源研究所的启动。该研究所的目标是将现有的市售电解槽提高到约10 MW的冰箱大小的电解槽。