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甲醇燃料電池與氫燃料電池

鉅大LARGE  |  點擊量:1475次  |  2019年06月04日  

甲醇燃料電池具有工作效率高、環境友好等特點,被廣泛應用于便攜式設備。相比于氫能源,甲醇是一種更加便宜的液態燃料,便于存儲、易運輸,且具有更高的理論能量密度,因此,甲醇燃料電池在新能源汽車、便攜式電子設備等領域具有非常好的應用潛力。

然而,甲醇燃料電池雖好,也有制約其進一步發展的短板——催化劑。目前,甲醇燃料電池的催化劑主要采用鉑納米材料制成,但是傳統鉑納米材料在制備過程中,會產生毒化、析出等副作用,使得鉑納米催化劑的有效面積活性和質量活性逐漸降低,嚴重影響了甲醇燃料電池的使用壽命。此外,制備鉑納米材料所需的金屬鉑儲存量低、價格昂貴、成本高,十分不利于電池的大規模商業化應用。因此,制備高活性、穩定性好的催化劑,對甲醇燃料電池的進一步大規模應用具有重要意義。

為了提高甲醇燃料電池催化劑的催化活性和穩定性,人們已通過多種方法制備出了具有不同結構的鉑及鉑基納米催化劑,例如:具有高指數晶面的鉑納米粒子、空心鉑鈀合金、鉑鎳合金、銀鉑合金等,但這些材料的制備方法大多工序復雜、反應周期長,而且并不能很好的解決上述催化活性和穩定性問題。

中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所李越研究員團隊采用激光誘導法成功制備出三維多孔金銀鉑三元合金納米材料催化劑(spongyAuAgPtNSs)。該項研究結果從一定程度上解決了燃料電池使用時催化劑催化活性不高、穩定性差和電池使用壽命短等問題。而且,該制備方法為新型鉑基納米催化劑的制備提供了一種嶄新的設計思路,同時為發展高效穩定的燃料電池奠定了良好的材料基礎。

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