俄研发出检查核电站安全的独特装置 新型铂催化剂降低氢燃料生产成本

2018-12-11 13:30:11
来源: 科技日报

  【摘要】 俄研发出检查核电站安全的独特装置 新型铂催化剂降低氢燃料生产成本

包容燃料芯体的燃料元件包壳是核反应堆中的第一道安全屏障,因此确保包壳的密封性是最重要的任务之一。俄罗斯国家核研究大学“莫斯科工程物理研究院”的科学家们,开发出一整套可在不破坏燃料元件包壳的情况下对其进行检查的装置。

该研究项目主任叶甫盖尼·库德利亚夫采夫教授指出,新方法基于超声波谐振光谱学建立,包壳扫描可查明壳内外表面被腐蚀破坏的部分,确定腐蚀类型及参数,预测核燃料的状态。

研究人员分析了外部电磁场和包壳内电磁场间的相互作用,研发出高敏感性、高频率涡流控制装置。使用这一装置可发现包壳内外裂缝、燃料芯破裂、燃料质量传递和熔化的局部区域缺陷等安全问题,结果可通过金相学研究来进一步确认。研究人员指出,使用新方法和装置可在初期不破坏实验发现包壳腐蚀区域,降低劳动密集型金相学研究的工作量,提高实验设备的可靠性。

新型铂催化剂降低氢燃料生产成本

氢气生产成本高且在燃料电池中极易氧化,是发展氢能的两大阻碍。目前生产氢气一般使用以钯、铂和其他贵金属为主要成分的催化剂。俄罗斯南联邦大学化学家开发出一种新型铂催化剂,其中铂金含量大大降低,但效率显著提升。该研究成果刊登在《氢能国际期刊》上。

化学家和生物学家一直尝试使用镍或其他廉价金属的化合物、纳米颗粒或者各种微生物的蛋白质替代这些贵金属,但到目前为止,还没找到铂的替代品。过去,化学家试图用铂包覆镍、铜和其他金属的纳米颗粒,来提高催化剂效率,但由于这种颗粒的形状很难控制,金属层与层之间的边缘过于锋利,很难保护其脆弱内核。

该研究项目主持人弗拉基米尔·古特曼和其同事解决了这个问题。他们开发出一种新型粒子,使铂原子从纳米结构的核心到表面均匀地增加。首轮测试显示,这种纳米粒子降解速度比普通纳米粒子慢7—8倍。

研究人员指出,这种催化剂还可用于制造燃料电池的其他金属,这将加速氢能发展,帮助全球经济走上可持续发展之路。