KIST開發用於PEM燃料電池的非鉑基催化劑

【技術】質子交換膜燃料電池催化劑研究進展

、提高催化劑性能是燃料電池汽車實現商業化的前提。本文結合質子交換膜燃料電池關鍵材料催化劑的現狀，主要從鉑基催化劑、其他貴金屬催化劑和非鉑基催化劑對質子交換膜燃料電池催化劑研究進展和熱點進行分析及展望。　　隨著環境汙染和能源危機問題日益嚴重，尋找綠色可再生能源成為世界共同關注的話題。燃料電池能夠將化學能直接轉換為電能，以其綠色化、高電流密度、低重量、緊湊型發電的特點成為可行的綠色能源技術之一。

研究機構合作開發下一代HT-PEM燃料電池技術

原標題：研究機構合作開發下一代HT-PEM燃料電池技術　　核心提示：開發計劃旨在使HT-PEM技術在80C-150C下運行，

英國研發石墨烯基催化劑可製成使用壽命更長的氫燃料電池_易車網

有一項新研究表明，以特殊方式製造的石墨烯可用於製造更耐用的汽車氫燃料電池。據外媒報導，英國倫敦瑪麗女王大學（QueenMaryUniversityofLondon）和倫敦大學學院（UniversityCollegeLondon，UCL）的研究團隊通過一種特殊的可擴展技術，生產石墨烯，並將其用於研發氫燃料電池催化劑。

科學家關鍵性發現：通過消除鉑催化劑的溶解來延長燃料電池的壽命

美國能源部（DOE）阿爾貢國家實驗室的科學家帶領一個團隊研究了PEMFC中的反應，他們的發現為創造技術提供了可能，使燃料電池更接近於實現其全部市場潛力。PEMFC依靠氫作為燃料，氫通過氫氧化反應在電池的陽極側被氧化，而空氣中的氧氣用於陰極的氧還原反應（ORR）。通過這些過程，燃料電池產生電能以驅動車輛和其他應用中的電動機，並排放水作為唯一的副產品。

高精度電化學：燃料電池催化劑開發的新金標準

科學家做出了關鍵性發現，可以通過消除鉑催化劑的溶解來延長為電動汽車提供動力的燃料電池的壽命。由聚合物電解質膜燃料電池（PEMFC）供電的車輛既節能又環保，但是儘管公眾對以PEMFC供電的運輸越來越感興趣，但燃料電池所用材料的當前性能限制了它們的廣泛商業化。

最新研究:最大限度的利用燃料電池中的鉑

電極催化是燃料電池能量轉換的關鍵因素。由於貴金屬如鉑被用作催化劑，提高效率是氫燃料電池的主要研究方向。DECHEMA研究所在聯合項目中的任務是開發滿足這些標準的鉑合金和碳。在製造碳的過程中，法蘭克福的研究人員選擇了一種工藝，包括促進碳的孔隙結構更靈活的配置，以作為鉑的基底。

氫燃料電池催化材料的挑戰與機遇

目前主流用於汽車的燃料電池是氫燃料電池，氫燃料電池是一種能夠將儲存在燃料（氫氣）和氧化劑（空氣中的氧氣）中的化學能直接轉換為電能的能量轉換裝置，其基本工作原理就是電解水的逆過程，而目前在氫燃料電池中以質子交換膜燃料電池居多，這主要是因為其在電動汽車、固定發電站領域具有廣闊的大規模應用的前景。

質子交換膜燃料電池Pt基催化劑研究進展

因此，燃料電池汽車可以解決汽車工業發展帶來的環境與能源問題，為汽車工業未來發展帶來新的契機。然而，稀缺貴金屬Pt 依然是最常用且高效的電催化材料。在目前燃料電池常用的Pt/C催化劑中，陽極一側的Pt載量只需0.05 mg/cm2就可以滿足燃料電池的需要，而陰極一側的Pt載量則需要0.35mg/cm2，Pt基催化劑在燃料電池電堆中所佔的成本比例約為50%[2]。

...理想的、用於中低溫固體氧化物燃料電池的非鈷基納米複合陰極材料

研究背景燃料電池作為一種新型的能源技術，其最大的優點是能量轉化效率不受卡諾循環的限制。因此，相比於傳統的火力發電裝置，燃料電池具有更高的能源轉化效率（>60%）。在眾多的燃料電池中，固體氧化物燃料電池（SOFC）因具有全固態結構、易組裝、燃料多樣性和無需貴金屬催化劑的優點而受到科研工作者的廣泛關注。然而，SOFC技術商業化的最大障礙是其操作溫度過高。因此，開發低溫下具有高氧還原活性和穩定性的陰極材料是SOFC商業化的關鍵。

質子交換膜燃料電池陰極催化劑研究取得進展

質子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調等優點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源，具有廣闊的市場前景。但是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，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持質子交換膜燃料電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。

氫燃料電池福音:鉑鈷合金納米粒子將降低催化劑成本並延長電池壽命

據外媒報導，近日，來自布朗大學的一組科學家研發出了一種新的催化劑，它可以使氫燃料電池驅動的汽車變得更加經濟。這種基於鉑和鈷合金製成的納米顆粒催化劑不僅比純鉑更便宜而且效率更高、使用壽命更長。雖然氫燃料電池為汽車行業帶來了希望，通過適當的基礎設施它將電動汽車的生態友好和傳統化石燃料的自由度結合在一起，然而為了讓燃料電池運轉起來，它需要一個催化劑來進行關鍵氧還原反應。據了解，燃料電池含有一個質子交換膜(PEM)，一邊是氫一邊是含氧的空氣。電子將從氫原子中剝離出來然後被氧原子吸收進而產生電能。問題是想要進行這樣一個反應需要催化劑。

研究揭示黑磷化學活性構建高效鉑磷催化劑的機制

近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒課題組在黑磷化學活性和催化應用領域取得新進展，相關成果以Rapid Activation of Platinum via Black Phosphorus for Efficient Hydrogen Evolution（《黑磷對鉑基電化學析氫催化劑的快速活化作用》）為題在線發表於

「科技」質子交換膜燃料電池非貴金屬催化劑研究進展,及鍍膜方式

質子交換膜燃料電池質子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cells, PEMFCs）以其高效、低噪音、低溫快速啟動、零汙染等高科技優勢，非常適合作為新能源環保型汽車的動力能源。

一種高效高穩定性的低鉑催化劑——小尺寸的鉑鈷金屬間化合物

背景介紹在聚合物電解質燃料電池（PEMFCs）中，鉑基催化劑仍然是目前最主要的用於陰極氧還原反應（ORR）的電催化劑。貴金屬鉑的高成本以及酸性條件下鉑基合金中非貴金屬（鐵、鈷、鎳等）的腐蝕流失導致的穩定性降低均是燃料電池產業化需要克服的挑戰。提高鉑基催化劑中貴金屬鉑的利用效率和鉑基電催化劑的長期穩定性是降低PEMFCs成本，並滿足燃料電池壽命要求的關鍵。

質子交換膜燃料電池陰極催化劑研究取得重要進展

近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院曾傑教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作，研製了一種兼具優異的催化活性及穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑。質子交換膜燃料電池具有零排放、能量效率高、功率可調等優點，是未來電動汽車中最理想的驅動電源，具有廣闊的市場前景。但是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，需要使用大量貴金屬鉑納米催化劑作為電極催化劑來維持質子交換膜燃料電池的高效運轉，這使得質子交換膜燃料電池的成本十分高昂，限制了其大規模商業化應用。

中國科大研製出新型質子交換膜燃料電池陰極催化劑

中國科大研製出新型質子交換膜燃料電池陰極催化劑 2018-12-04 15:38:00來源：央廣網

19年氫燃料電池催化劑研究成果總結不同領域獲新突破

，因此鉑催化劑成為最理想、也是當前唯一商業化的催化劑材料。 Pt催化劑除了受成本與資源制約外，也存在耐久性問題（主要體現在穩定性上）。針對成本和耐久性問題，研究新型高穩定、高活性的低Pt或非Pt催化劑是目前熱點問題之一。Pt昂貴的價格對於燃料電池大規模商業化是個極大的阻礙。

燃料電池低成本催化劑的化學原理分析

質子交換膜(PEM)燃料電池是一種儲能技術，有助於降低碳足跡。燃料電池利用一種被稱為氧還原的化學反應，這種反應需要一種低成本的催化劑來實現更廣泛的商業應用。摻氮碳就是這樣一種催化劑，但關於摻氮工作原理的化學細節頗有爭議。這些知識對於改善PEM燃料電池在未來技術中的功能非常重要。

高效單原子Fe基催化劑用於鋅-空氣電池研究獲進展

水分解、燃料電池、金屬-空氣電池等高效、低成本能量存儲與轉換技術的開發已成為研究的前沿領域。其中，鋅-空氣電池使用水系電解液具有低成本、安全、環境友好的優勢，理論能量高達1084 Wh/kg，有望成為新一代儲能設備。

投身「燃料電池」前,你需要get到的知識點都在這裡了

其中，質子交換膜燃料電池（PEMFC）由於具有較高的能量效率和能量密度，體積重量小，冷啟動時間短，運行安全可靠，而且質子膜為固態，可避免電解質腐蝕，因此，目前已經成為用於燃料電池汽車的首選技術。我們下面提到的燃料電池都是指質子交換膜燃料電池。　　燃料電池產業鏈中，上遊是組成電堆的原材料和部件，包括雙極板，以及構成膜電極的催化劑、質子交換膜和氣體擴散層。