聚合物电解质燃料电池阴极非贵金属电催化剂

为了开发替代聚合物电解质燃料电池 (PEFC)中用于阴极氧还原的贵金属催化剂 ,同时为了提高液体进料直接甲醇燃料电池 (LFDMFC)中阴极催化剂抗甲醇中毒性能 ,基于非贵金属的氧还原催化剂的研究开发工作大量展开 ,介绍了两类用于PEFC中阴极氧还原的非贵金属催化剂———N4 金属大环化合物催化剂和Chevrel相催化剂 ,包括催化剂制备方法、催化活性以及催化机理分析等。对LFDMFC抗甲醇中毒的阴极催化剂进行了分析 ,并指出两类非贵金属催化剂都具有良好的抗甲醇中毒性能     

DMFC中电催化剂的研究进展

从阳极催化剂的开发和阴极催化剂的开发两个方面重点综述了直接甲醇燃料电池(DMFC)中电催化剂的研究进展.概述了甲醇电催化氧化机理.研究表明:阳极催化剂材料不仅可利用铂基二元或多元合金,而且可利用不含贵金属铂的电子导电混合氧化物,同时开发新的具有高活性和对甲醇无活性的氧还原反应非贵金属催化剂,应成为阴极催化剂研究的一个重要方向.     

醇类燃料电池电催化剂的研究进展

综述了目前醇类(以直接甲醇燃料电池为主)质子交换膜燃料电池贵金属和非贵金属两类电催化剂以及催化剂载体的最新研究进展;指出了电催化剂研究的方向和面临的问题;同时介绍了直接乙醇燃料电池(DEFC)电催化剂的初步研究概况。     

燃料电池氧电极催化剂的研究现状

燃料电池是一种环境友好的发电装置。氧还原反应阴极催化剂对燃料电池的性能起着非常关键的作用。因此,开发高效的氧还原催化剂一直是燃料电池工作者非常关注的课题。综述了近几年燃料电池阴极催化剂的研究进展,提出了存在的问题和可能的发展趋势。     

燃料电池Pt基阴极催化剂研究进展

对于燃料电池阴极氧还原反应,贵金属Pt被认为是最佳的催化剂活性组分。但是,纯Pt价格昂贵,在反应过程中容易受到小分子中间产物的毒化而失活。为了降低Pt的用量同时提高催化剂的活性,多种新型的Pt基阴极催化剂如合金及其复合材料、金属间化合物、核壳结构、空心结构及其他特殊形貌的催化剂都已经被研究,经测试,这些催化剂都能有效地提高阴极氧还原反应速率。对近些年出现的一些新型的Pt基阴极催化剂的研究进展进行了简要的概述。     

碱性燃料电池氧电极的研究——Ni,Bi,Hg 对 Ag/C 催化剂活性的影响

报道了一种新的碱性燃料电池氧电极的非贵金属催化剂。这种用化学还原法制备的Ａｇ－Ｎｉ－Ｂｉ－Ｈｇ／Ｃ催化剂对氧的阴极还原具有较高的活性。助催化剂Ｎｉ,Ｂｉ,Ｈｇ可以显著提高Ａｇ／Ｃ催化剂的活性,ＸＲＤ证实,助催化剂的加入使银的结晶趋于非晶态化,减小了银结晶的尺寸。经过５２００ｈ的寿命考察,催化剂活性没有明显的改变。     

新型炭载TM-N/C氧还原反应催化剂的研究进展

燃料电池氧化还原反应具有反应速度慢、反应途径多样性的不利特点,需在催化剂作用下才能进行。对铂基催化剂的依赖使质子交换膜燃料电池(PEMFC)成本过高,限制了其大规模商业应用。研究成本低廉、有良好的ORR催化活性、对电子反应途径有好的选择性、对甲醇有耐受性、良好的稳定性的阴极催化剂是PEMFC实现大规模商业化使用的关键。过渡金属TM-N/C催化剂是近几年兴起的一类氧还原反应催化剂,被认为是最有希望取代铂基催化剂的产品。从影响催化性能的因素、催化活性位两个方面综述了TM-N/C氧还原反应催化剂的研究发展状况。     

质子交换膜燃料电池电催化剂研究及膜电极制备技术

阻碍质子交换膜燃料电池商业化的关键问题之一是其电催化剂昂贵。文中对质子交换膜燃料电池中铂系电催化剂、非铂系电催化剂研究情况进行评述。影响催化活性的基本因素是电催化剂的颗粒尺寸及其表面功能群。将不同组分混合形成的共生材料的催化活性要比单一材料的活性高。膜电极结构和性能与膜电极制备技术密切相关。分析结果表明,在质子交换膜燃料电池商业化进程中,不仅要开发纳米级、低成本的电催化剂,更应提高电催化剂利用率。电催化剂利用率与贵金属催化剂的颗粒尺寸和分散度及膜电极制备工艺技术有关     

第一原理研究电子效应对氧气还原反应的影响

为了实现质子交换膜燃料电池的商业化,设计可替代贵金属Pt的催化效果好且成本低廉的催化剂成为当今研究热点之一。通过变化石墨烯中共掺杂的金属元素以及N成分比例,进而实现对氧气还原电催化性能调节。根据计算的数据,CoN_x以及NiN_x体系的活性依赖于上述两个变量。其活性顺序为NiN_1NiN_2CoN_1≈CoN_4NiN_3CoN_3CoN_2NiN_4。在此,通过金属中心以及配位基的变化,有效改变了石墨烯的氧气还原能力,由此筛选出高效低廉的燃料电池阴极催化剂。     

燃料电池铂系和非铂系催化剂的研究进展

随着人们对化石能源和环境的关注度的提高，对能源的需求和要求与日俱增，新能源的开发无疑是目前人们面临的重大挑战之一。燃料电池应运而生，它极大地满足了人们对高性能、高利用率以及具有环境友好型的可再生能源的探求。但目前燃料电池商业化主要受困于其高昂的催化剂成本以及缓慢的阴极氧还原反应。阴极氧还原反应是燃料电池的基本反应，因其具有较高的过电势(300～400 mV)而动力学反应缓慢，故需加入催化剂以提高其反应速率。本文分别从铂系和非铂系两个方面介绍了燃料电池的阴极催化剂，并总结了提高催化剂性能的途径。     

国产材料燃料电池膜电极的性能研究

为降低燃料电池成本,促进国产燃料电池关键材料的广泛应用,利用国产石墨碳纸、国产全氟磺酸质子交换膜、国产Pt/C催化剂等燃料电池关键材料,采用基于固体电解质支撑催化层的工艺制备了膜电极多层组件.并组装了常压氢-空质子交换膜燃料电池,并对电性能进行了测试分析.通过对国产材料膜电极催化剂层载量、平整层载量以及制备工艺的优化,制备出了性能稳定的高性能国产材料膜电极.实验结果表明,在常压、操作温度为60℃、加湿温度50℃的条件下,国产材料H2-Air燃料电池的最高比功率可达到0.55 W/cm2.实验表明.国产材料膜电极活性面积从5cm2增大到25 cm2.电池在0.5 V至开路区间的电性能几乎没有衰减,为大面积电堆的应用打下了坚实的基础.     

PEMFC用陶瓷电催化材料的研究进展

综述了简单陶瓷催化材料、含氮碳陶瓷催化材料等用作质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化材料的研究现状,特别是它们的氧还原电催化活性.提出了提高陶瓷电催化材料电催化氧化活性的方法:简单陶瓷催化材料主要为掺加导电材料和部分氧化;含氮碳陶瓷催化材料主要为增加催化材料中的缺陷含量.     

DBFC用非贵金属催化剂的研究现状

综述了近年来Ni及Ni基合金、AB<,2>和AB<,5>型储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究现状;介绍了钙钛类氧化物、聚吡咯金属化合物及酞菁类大环金属配合物等非贵金属阴极催化剂.     

质子交换膜燃料电池技术进展

通过对近年来燃料电池专利的研究 ,对质子交换膜燃料电池 (PEMFC)研究中的关键问题 ,如聚合物电解质薄膜、催化剂、电极和电极膜组件制备工艺、流场的设计模式等进行分析 ,简单介绍了聚合物电解质薄膜、高活性催化剂、高性能电极和电极膜组件的制备工艺以及流场设计模式的发展和现状。指出提高电极的交换电流密度 ,降低电池的内阻是提高电池性能的基础 ,合理的流场设计模式是电池整体性能稳定的保障 ,各个因素相互影响。     

全国产材料千瓦级PEMFC的研制及性能

采用国产质子交换膜、国产催化剂、国产碳纸和国产石墨板,制备了千瓦级质子交换膜燃料电池(PEMFC)堆,并完成了该电堆的发电测试及相关试验。该电堆的运行功率密度达到了200mW/cm2以上,电压分布均匀,电堆累积运行1800h后,性能没有明显的下降,整体上稳定性良好。     

我国燃料电池的研究现状--第二届广州燃料电池会议述评

结合在广州举行的第二届广州燃料电池会议(2nd Guangzhou Fuel Cell Conference),分别综述了我国目前在固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极材料、电解质材料以及制约其商业化的主要问题;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阴极催化剂、阳极催化剂及膜电极的制备方法,不同种类电解质膜等问题;直接甲醇燃料电池(DMFC)的阳极催化剂抗中毒能力以及质子交换膜的抗甲醇渗透等问题的研究与现状进行了综述。     

DMFC阳极用Pt基催化剂的研究进展

综述了直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极用单组分催化剂、Pt-Ru、Pt-Sn和Pt-Cr合金等二元催化剂与以Pt-Ru合金为基础的多组分催化剂的研究进展;综述了制备方法、载体及各组分的比例对催化剂催化活性的影响.指出DMFC阳极催化剂将致力于非贵金属催化剂的开发、阳极电极合金组成的研究和催化剂载体的选择.