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科技成果

Achivements

質(zhì)子交換膜燃料電池用高性能Pt/C催化劑技術(shù)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-16

所屬領(lǐng)域:氫能及燃料電池

技術(shù)成熟度(TRL):小試

? 簡(jiǎn) 介

質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCS),是一種將燃料(H2)和氧化劑(O2)中的化學(xué)能通過(guò)電極反應直接轉化為電能的發(fā)電裝置,其具有能量效率高、功率密度大、無(wú)腐蝕和環(huán)境污染等諸多優(yōu)勢,已然成為當前最具發(fā)展前景的新能源技術(shù)之一?,F階段 PEMFC S 商業(yè)化應用仍然面臨諸多問(wèn)題,比較突出的是電池陰極的氧氣還原反應動(dòng)力學(xué)反應速率緩慢,極化過(guò)電位大造成了電池輸出功率和效率的大幅降低。貴金屬鉑是目前應用最廣泛也是最有效的氧還原催化劑,但其價(jià)格昂貴、利用率低和穩定性差的短板嚴重限制了燃料電池的商業(yè)化推廣進(jìn)程,同時(shí)優(yōu)異Pt/C催化劑的制造技術(shù)迄今還掌握在國外先進(jìn)國家手中。

本項目通過(guò)溫和、簡(jiǎn)易的構筑方法,制得了氧還原催化活性和穩定性均顯著(zhù)優(yōu)于商業(yè)Pt/C的商品化鉑基氧還原催化劑產(chǎn)品。產(chǎn)品可應用于質(zhì)子交換膜燃料電池、電催化析氫等領(lǐng)域,形成自主知識產(chǎn)權,打破國際壟斷控制,為國產(chǎn)鉑基電催化劑工業(yè)帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)和顯著(zhù)的經(jīng)濟效益,同時(shí)也將推動(dòng)質(zhì)子交換膜燃料電池在我國的工業(yè)化進(jìn)程,解決能源危機。

? 性能指標

本項目生產(chǎn)的鉑基催化劑具有比質(zhì)量活性為0.50 A/mgPt@0.9V,耐久性0.6~1.1 V ≥15000次循環(huán),活性衰減≤40%的性能指標。

? 項目階段與進(jìn)展

催化劑實(shí)現了實(shí)驗室小批量試制,形貌、結構和性能可以得到很好地控制和重復合成,后期考慮中試合成評價(jià)及在燃料電池中的應用前景評價(jià)。

? 知識產(chǎn)權情況

申請國家發(fā)明專(zhuān)利過(guò)程中。

? 應用前景

氫燃料電池屬于國家重點(diǎn)發(fā)展的戰略性新興產(chǎn)業(yè),但還處于起步階段,當前燃料電池汽車(chē)推廣運營(yíng)規模小,參與企業(yè)不多,核心材料如質(zhì)子交換膜、催化劑等仍需進(jìn)口。2020年9月,五部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應用的通知》,該《通知》明確了支持燃料電池汽車(chē)關(guān)鍵核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化應用,提出爭取用4年左右時(shí)間,逐步實(shí)現關(guān)鍵核心技術(shù)突破,構建完整的燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈,為燃料電池汽車(chē)規?;a(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定堅實(shí)基礎,因此燃料電池在中國乃至世界的發(fā)展前景均十分廣闊,優(yōu)異的催化劑產(chǎn)品也必定具有廣闊的市場(chǎng)前景。

本項目的實(shí)施,可以實(shí)現對現階段市場(chǎng)上廣泛銷(xiāo)售的國外Pt/C催化劑的國產(chǎn)化替代,能夠為燃料電池國產(chǎn)化進(jìn)程提供一種很好地催化劑選擇,因此該項目成果有著(zhù)廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的經(jīng)濟效益。

? 合作方式

共同開(kāi)發(fā) 技術(shù)轉讓


聯(lián)系方式:中科院青島生物能源與過(guò)程所 聯(lián)系人:袁子堯
電話(huà):024-23983089 郵箱:zyyuan@mail.syb.ac.cn

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