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稳定性燃料电池研制获得突破

本文摘要:活性是目前商用催化剂的5倍,循环充放电6000次仍维持性能平稳由中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾杰教授课题组与美国阿克伦大学教授彭振猛合作的质子互相交换膜燃料电池阴极催化剂研制,日前获得令人瞩目的最重要进展。这一成果,为新一代高效、低稳定性燃料电池研制获取了新思路。 在化石能源资源受限和环境污染激化的双重压力下,以质子互相交换膜燃料电池为代表的新型清洁能源的研究和应用于受到全球性注目。

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活性是目前商用催化剂的5倍,循环充放电6000次仍维持性能平稳由中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾杰教授课题组与美国阿克伦大学教授彭振猛合作的质子互相交换膜燃料电池阴极催化剂研制,日前获得令人瞩目的最重要进展。这一成果,为新一代高效、低稳定性燃料电池研制获取了新思路。

  在化石能源资源受限和环境污染激化的双重压力下,以质子互相交换膜燃料电池为代表的新型清洁能源的研究和应用于受到全球性注目。但是,这项技术还不存在着极大的瓶颈,主要展现出在针对电池阴极的氧还原成反应催化剂活性和稳定性较低,制约了电池的输出功率和充放电循环次数,从而妨碍了质子互相交换膜燃料电池的商业化进程。

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  曾杰课题组设计并研制出一种具备超薄铂镍合金原子层的核壳型纳米催化剂,并构建了对铂镍原子比例的调控。这种核壳型纳米催化剂的内部为一种较低催化活性但十分平稳的钯核,外部为一种低催化活性的铂镍合金,不仅具备极高的铂原子利用率,还兼备氧还原成反应所必须的高活性表面晶面。

  研究指出,该催化剂对于质子互相交换膜燃料电池阴极氧还原成反应的活性高达0.79千安培每克,大约为目前商用铂碳催化剂的5倍。此外,由于这种新型催化剂内部不存在更为平稳的钯核,使得其整体稳定性大幅度提高,在循环充放电测试6000次后,未见其性能有明显减少。

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国际知名化学期刊《美国化学会志》近日刊登了这项最重要研究成果,专家评价,这项研究成果为开发新一代燃料电池获取了高效的纳米催化剂,也为提高燃料电池的综合性能获取了新思路。


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