Aktivitet :Katalysatorn bör uppvisa hög aktivitet för de önskade elektrokemiska reaktionerna, såsom väteoxidation (i bränsleceller) eller syrereduktion/utveckling (i metall-luftbatterier). Detta kan bedömas genom elektrokemiska mätningar, såsom cyklisk voltammetri, roterande skivelektrodtester eller utvärderingar av bränslecellsprestanda.
Selektivitet Katalysatorn bör selektivt främja de önskade elektrokemiska reaktionerna samtidigt som sidoreaktionerna minimeras. Till exempel, i bränsleceller, bör det minimera bildningen av kolmonoxid (CO) under väteoxidation, vilket kan förgifta katalysatorn.
Stabilitet :Katalysatorn bör bibehålla sin aktivitet och struktur under långa perioder under driftsförhållandena för bränslecellen eller metall-luftbatteriet. Detta inkluderar tolerans mot potentiell cykling, temperaturvariationer och exponering för reaktiva ämnen (t.ex. syre, väteperoxid).
Kostnad och överflöd :Katalysatormaterialen bör vara kostnadseffektiva och lättillgängliga. Sällsynta eller dyra material kanske inte är praktiska för storskaliga applikationer.
Hållbarhet :Katalysatorn bör motstå nedbrytning och bibehålla sin prestanda under långvarig drift. Faktorer som korrosion, mekanisk nedbrytning och katalysatorförgiftning bör beaktas.
Giftbeständighet :Katalysatorn bör vara resistent mot deaktivering av föroreningar eller föroreningar som finns i bränslet eller luften. Till exempel i bränsleceller kan svavelföroreningar förgifta vissa katalysatorer.
Elektrolytkompatibilitet :Katalysatorn ska vara kompatibel med elektrolyten som används i bränslecellen eller metall-luftbatteriet. Vissa elektrolyter kan påverka stabiliteten eller aktiviteten hos vissa katalysatorer.
Syntes och tillverkning :Katalysatorn bör lätt syntetiseras eller tillverkas med hjälp av skalbara metoder. Komplexa eller tidskrävande syntesprocesser kan hindra praktiska tillämpningar.
Designöverväganden :Katalysatorns struktur, sammansättning och morfologi kan avsevärt påverka dess prestanda. Att skräddarsy dessa egenskaper genom avancerade materialsyntestekniker kan optimera katalytisk aktivitet och stabilitet.
Beräkningsmodellering :Beräkningsmetoder, såsom beräkningar av densitetsfunktionsteori (DFT), kan ge insikter i de katalytiska mekanismerna och hjälpa till att identifiera lovande material för ytterligare experimentell utvärdering.
Genom att överväga dessa faktorer och använda en kombination av experimentell och beräkningsteknik kan forskare välja och utveckla katalysatorer som uppfyller de specifika kraven för bränsleceller och metall-luftbatterier.
