中科大研制出新型燃料電池陽(yáng)極催化劑 或?qū)⒔鉀Q堿性膜燃料電池實(shí)用化難題
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】燃料電池，又稱電化學(xué)發(fā)生器，是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。在理想情況下，燃料電池不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制，原材料是內(nèi)部燃料與氧氣，因此排出的有害氣體極少且能聊效率很高。尤其是在強(qiáng)調(diào)綠色可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)在，燃料電池節(jié)能高效的特點(diǎn)直接被賦予了很高的期望度。
堿性膜燃料電池是燃料電池(AMFC)中較為特殊的一種。與傳統(tǒng)酸性質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)相比，由于其具備更高的總反應(yīng)活性和更大的電化學(xué)響應(yīng)區(qū)，因此在溫和條件下，AMFC的電化學(xué)效率和燃料利用率都更加優(yōu)秀。
但與此同時(shí)，AMFC存在一個(gè)較為致命的缺點(diǎn)——穩(wěn)定性及催化劑的選擇。AMFC由于需要在堿性環(huán)境下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，因此電極及膜材料容易受到水解、氧化還原反應(yīng)等情況的影響，穩(wěn)定性很難控制。傳統(tǒng)PEMFC采用的是鉑催化劑，但商業(yè)鉑碳催化劑極易被氫氣燃料中的氨氣毒化而導(dǎo)致性能降低，并且還會(huì)因?yàn)榕c氨毒化協(xié)同作用，加速電池性能的衰退。根據(jù)目前的研究來(lái)看，AMFC理想的催化材料為鎳、鈷基催化劑。
而就在最近，中國(guó)科技大學(xué)高敏銳教授課題組成功研制出一種高抗氨毒化的鎳基堿性膜燃料電池陽(yáng)極催化劑，這種催化劑有望解決現(xiàn)有堿性膜燃料電池所面臨的實(shí)用化難題。據(jù)了解，這種高抗氨毒化的鎳基堿性膜燃料電池陽(yáng)極催化劑，在陽(yáng)極含10 ppm氨的膜電極組裝中，能保持95%的初始峰值功率密度和88%的初始電流密度，遠(yuǎn)超商業(yè)鉑碳催化劑。
目前相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》(Journal of the American Chemical Society)上，感興趣的讀者可以查閱觀看。
編輯點(diǎn)評(píng)：堿性燃料電池是目前綠色能源發(fā)展中重要地一個(gè)課題，同時(shí)也是綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中需要突破的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。隨著催化劑問(wèn)題的解決，氫能能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定的利用，后期交通運(yùn)行運(yùn)輸乃至我們的生活都有可能受其影響，收獲巨大改變。
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