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未來電動汽車理想的電源——質子交換膜燃料電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年12月10日  

中國科大曾杰教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作,研制出一種兼具優異的催化活性和穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑。該成果11月28日發表在《美國化學會志》上。

質子交換膜燃料電池是未來電動汽車理想的電源。但質子交換膜燃料電池的陰極端氧還原反應的動力學十分緩慢,一般需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑,這使得質子交換膜燃料電池成本十分高昂。

在鉑基催化劑中,提高鉑基催化劑在氧還原反應中的質量活性和催化穩定性,是降低貴金屬鉑用量的途徑。該項目研究人員通過精細調控鉑基催化劑的維度、尺寸、組分,研制出超細的鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑。由于該納米線的直徑僅有1納米,其表面鉑原子占整體鉑原子比率高于50%,展現了超高的原子利用率,為高的催化質量活性提供了結構基礎。氧還原催化測試表明,碳負載的超細鉑鎳銠三元金屬納米線催化劑的質量活性,是目前商用鉑碳納米催化劑的15.2倍。同時,這種催化劑在氧氣氣氛下循環使用1萬次后,只有12.8%的質量活性性能損失,而目前商用碳負載型的鉑納米催化劑在氧氣氣氛下循環使用1萬次后,質量活性性能損失達73.7%。

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