近日，美國能源部（DOE）布魯克海文國家實驗室和阿肯色大學的科學家開發(fā)出一種高效催化劑，用于從乙醇中提取電能，乙醇是一種易于儲存的液體燃料，可由可再生資源產生。

據《美國化學學會雜志》中描述的這種催化劑將乙醇的電氧化控制在理想的化學途徑中，從而釋放液體燃料的儲存能量的全部潛力。研究團隊的BrookhavenLab成員開發(fā)并表征了一種新的核-殼催化劑，用于乙醇（l至r）的完全電氧化。

“這種催化劑可以改變游戲規(guī)則，使乙醇燃料電池成為一種有前途的高能量密度”離網“電源，”負責這項工作的布魯克海文實驗室化學家賈望說。一個特別有前景的應用：液體燃料電池驅動的無人機。

“與電池相比，乙醇燃料電池重量輕。他們將為使用液體燃料操作無人機提供足夠的動力，這種液體燃料很容易在飛行之間重新填充，即使在偏遠地區(qū)也是如此，“相關人士指出。

大多數這些途徑導致不完全氧化：催化劑使碳-碳鍵保持完整，釋放出更少的電子。它們還在該過程的早期剝離氫原子，使碳原子暴露于一氧化碳的形成，這會使催化劑隨時間推移起作用的能力“中毒”。

“乙醇的12電子全氧化需要在過程開始時斷開碳-碳鍵，而氫原子仍然附著，因為氫保護碳并防止形成一氧化碳，”王說。然后，需要多個脫氫和氧化步驟來完成該過程。

這種新型催化劑結合了布魯克海文科學家一直在探索一系列催化反應的獨特核殼結構中的活性元素，加速了所有這些步驟。