氢燃料电池阴极需要使用大量铂基催化剂来催化氧还原反应

来源:IT之家 2022-02-15 22:56:12  阅读量:17108   

,据中国科学技术大学发布,中国科学技术大学梁海伟教授与我校林岳博士,北京航空航天大学水江澜教授等合作,发展了一种高温硫固体胶的合成方法,成功研发出一系列高性能铂基氢燃料电池催化剂,这一催化剂家族对于降低氢燃料电池成本,推动其大规模产业化具有重要意义该成果 10 月 22 日发表在国际权威期刊《科学》杂志上

氢燃料电池阴极需要使用大量铂基催化剂来催化氧还原反应

本站获悉,氢燃料电池是一种高效,清洁,无碳的发电装置,其工作原理是氢气和空气中的氧气分别在电池的阳极和阴极发生氢氧化和氧还原两个电化学反应,从而高效地将化学能转变成电能可是,氢燃料电池阴极需要使用大量铂基催化剂来催化氧还原反应铂是一种贵金属,这就使得氢燃料电池的造价非常昂贵发展高活性催化剂,减少铂使用量,是氢燃料电池大规模商业化的关键所在

燃料电池内部

梁海伟教授联合团队通过高温硫固体胶的合成方法,利用硫原子与铂原子之间强烈的相互作用,如固体胶般将铂基合金纳米颗粒在高温下粘在碳载体上,有效防止了纳米颗粒在高温下尺寸变大,成功制备了 46 种铂基合金燃料电池催化剂。

基于构建的庞大催化剂家族,他们研究发现铂基合金催化活性与其表面应力存在强关联性:在很宽的压缩应变范围内,其氧还原活性伴随着压缩应变的增加呈现单调上升趋势该现象不同于经典理论预测的火山关系趋势基于该发现,他们预测若能通过减小铂合金催化剂的晶格参数增大压缩应变,有望将催化性能进一步推向峰值

研究人员从合成的 46 种催化剂家族中筛选出数种高活性催化剂,使得氢燃料电池性能达到了目前世界先进水平和商业铂碳催化剂相比,他们所合成的铂镍合金催化剂的活性高 5 倍以上,但铂的使用量只有商业铂碳催化剂的十分之一时,他们所合成的铂钴合金催化剂表现出与商业铂碳催化剂相当的燃料电池性能

梁海伟表示,他们制备高性能铂合金氢燃料电池催化剂的方法是一种普适性方法,有望大幅降低铂使用量,从而降低燃料电池成本。催化剂是燃料电池的核心材料之一,占燃料电池电堆成本的40%以上。上海证券报记者在采访中了解到,一直以来,我国发展氢能所需的催化剂主要从国外进口,相关技术的壁垒颇高,从而也进一步推升了下游成本。。

声明:以上内容为本网站转自其它媒体,相关信息仅为传递更多企业信息之目的,不代表本网观点,亦不代表本网站赞同其观点或证实其内容的真实性。投资有风险,需谨慎。

猜你喜欢

300

热门文章