燃料电池低铂催化剂的开发

成果编号：16173

价格：面议

完成单位：南京大学

单位类别：985系统院所

完成时间：2015年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：能源环保、新材料

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发布人：刘建国离线

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燃料电池是一种高效清洁的能量转化装置，可用于车用等动力电源、备用电源和各种移动电源。随着全球化石能源的消耗与环境污染的加剧，以质子交换膜燃料电池为代表的新型清洁能源的研究和应用受到广泛关注。本课题组多年来一直从事燃料电池关键材料与核心部件制备的关键技术。针对质子交换膜燃料电池对催化剂的要求，结合材料科学的最新进展，开展了电催化剂批量制备技术的研究。在新型载体方面，引进纳米级过渡金属氧化物、碳化物以及掺氮等多种手段在纳米尺度上调变贵金属催化剂和载体之间的相互作用，提高催化活性位暴露和贵金属的利用率。我们还利用超声喷涂技术，应用催化剂批量制备燃料电池核心部件——膜电极，并且开发了一系列空冷电堆、电源系统及其应用产品，如燃料电池汽车、燃料电池电动自行车。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新材料

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股

参与活动：

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 6 项
已授权专利,其中:发明专利 8 项
专利号:
ZL200810122608.6,ZL201010101781.5,ZL200910233726.9

成果简介

成果概况

创新要点

●低成本纳米电催化剂载体材料：应用课题组前期成果——“一种金属氧化物-碳复合材料的制备方法（发明专利号ZL200910233726.9）”利用间歇微波法制备的纳米级WO3/C载体材料，与本课题所设计的合金催化剂活性组分之间发生的溢流现象和强相互作用显著提高催化剂的活性，并降低Pt在单位面积上的载量； ●高性能的纳米合金电催化剂材料：利用多元醇作溶剂和还原剂，在纳米氧化钨/碳载体上担载铂合金纳米颗粒制备电催化剂材料，利用合金元素电子间的相互作用增强催化剂的氧还原特性，进而提高催化剂的活性，并具有良好的稳定性。即可进一步降低贵金属Pt等合金的担载量，并显著提升电催化剂活性和寿命，增强催化剂的抗毒化能力； ●采用绿色环保的多元醇微波还原技术，将纳米铂合金颗粒锚定在载体上，催化剂中铂合金粒径小，分散性好，铂载量低，稳定性好。

主要技术指标

本课题拟制备一种具备产业化应用前景的质子交换膜燃料电池低铂合金催化剂，在不改变性能的前提下，应用该催化剂可将燃料电池膜电极中常规电催化剂的铂载量（≥0.8mg/cm2）下降到0.3mg/cm2以下, 并在小试制备工艺基础上开发出该催化剂的量产（中试）制备工艺（形成100kg/年的生产能力），按照当前催化剂的常规售价（每克300元）计算，未来投产后即可形成3000万元的年产值。

其他说明

完成人信息

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