不必再纠结氢！“姜黄素+黄金”解锁乙醇燃料电池 更环保且高效

财联社上海5月9日讯（编辑 黄君芝）姜黄，一种在大多数厨房中都能找到的香料，但其含有一种提取物，可以用于制造更安全、更高效的燃料电池。

美国克莱姆森纳米材料研究所（CNI）的研究人员和来自印度（Sri Sathya Sai）高等教育研究所（SSSIHL）的合作者发现了一种将姜黄素（姜黄中的物质）和金纳米粒子结合起来的新方法，他们制造出了新型纳米复合材料，让电极可以充放电100多次，可以有效地将乙醇转化为电能。

虽然研究团队必须做更多的测试，但这一发现使取代氢作为燃料电池原料的工作更近了一步。

“在碱性介质中醇氧化的所有催化剂中，我们制备的催化剂是迄今为止最好的，”CNI的创始主任兼理学院的RA Bowen物理学教授Apparao Rao说。

燃料电池通过化学反应而不是燃烧来发电。它们被用于为车辆、建筑物、便携式电子设备和备用电力系统提供动力。

氢燃料电池效率高，不会产生温室气体。虽然氢是宇宙中最常见的化学元素，但它必须从天然气和化石燃料等物质中提取，因为在地球上，它只以液体、气体或固体的形式与其他元素以复合形式存在。必要的提取增加了氢燃料电池的成本和环境影响。

此外，燃料电池中使用的氢是一种压缩气体，给存储和运输带来了挑战。而乙醇是一种由玉米或其他农业基础饲料制成的酒精，比氢更安全，更容易运输，因为它是液体。

研究人员说，“要使其成为一种商业化产品，我们可以用乙醇填充我们的罐子，电极必须高效。与此同时，我们不想要非常昂贵的电极或不环保的合成聚合物基板，因为这违背了整个目的。我们希望为燃料电池生产过程和制造燃料电池本身寻找绿色环保物质。”

研究人员专注于燃料电池的阳极，促使乙醇或其他原料被氧化。目前燃料电池广泛使用铂作为催化剂。但是铂在使用一段时间后会因“中毒”而失去催化能力，同时又很昂贵。

有鉴于此，在最新研究中，科学家们使用黄金作为催化剂。但它们没有使用导电聚合物、金属有机框架或其他复杂材料将金沉积在电极表面，而是使用姜黄素，因为它具有独特的结构。姜黄素用于装饰金纳米粒子以使其稳定，在纳米粒子周围形成多孔网络。科学家将姜黄素金纳米颗粒沉积在电极表面，使用电流比之前的研究低100倍。

Raoj解释称，没有姜黄素涂层，金纳米颗粒会团聚，这样会减少暴露在化学反应中的表面积。

“没有这种姜黄素涂层，性能很差。我们需要这种涂层来稳定和创造纳米颗粒周围的多孔环境，然后它们在乙醇氧化方面发挥超级作用。”他补充说。

“下一步是扩大这一过程的规模，并与能够实际制造燃料电池并建造燃料电池堆的工业合作者合作，进行真正的应用。”他继续说，“但这项研究可能比改进的燃料电池具有更广泛的意义。该电极的独特特性可以使其在传感器、超级电容器等方面的未来应用中发挥作用。”