质子交换膜燃料电池用高性能 Pt/C 催化剂技术
成果类型:: 发明专利,实用新型专利
发布时间: 2024-11-08 15:29:41
本项目通过温和、简易的构筑方法,制得了氧还原催化活性和稳定性均显著优于商业Pt/C的商品化铂基氧还原催化剂产品。产品可应用于质子交换膜燃料电池、电催化析氢等领域,形成自主知识产权,打破国际垄断控制,为国产铂基电催化剂工业带来广阔的市场和显著的经济效益,同时也将推动质子交换膜燃料电池在我国的工业化进程,解决能源危机。
质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCS),是一种将燃料(H2)和氧化剂(O2)中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置,其具有能量效率高、功率密度大、无腐蚀和环境污染等诸多优势,已然成为当前最具发展前景的新能源技术之一。现阶段 PEMFC S 商业化应用仍然面临诸多问题,比较突出的是电池阴极的氧气还原反应动力学反应速率缓慢,极化过电位大造成了电池输出功率和效率的大幅降低。贵金属铂是目前应用最广泛也是最有效的氧还原催化剂,但其价格昂贵、利用率低和稳定性差的短板严重限制了燃料电池的商业化推广进程,同时优异Pt/C催化剂的制造技术迄今还掌握在国外先进国家手中。
氢燃料电池属于国家重点发展的战略性新兴产业,但还处于起步阶段,当前燃料电池汽车推广运营规模小,参与企业不多,核心材料如质子交换膜、催化剂等仍需进口。2020年9月,五部门发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,该《通知》明确了支持燃料电池汽车关键核心技术突破和产业化应用,提出争取用4年左右时间,逐步实现关键核心技术突破,构建完整的燃料电池汽车产业链,为燃料电池汽车规模化产业化发展奠定坚实基础,因此燃料电池在中国乃至世界的发展前景均十分广阔,优异的催化剂产品也必定具有广阔的市场前景。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称“青岛能源所”) 是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 2006 年 7 月 启动筹建,2009 年 11 月 30 日通过共建三方验收并纳入中国科学院 “知识创新工程”管理序列的国立科研机构。2019 年 6 月 17 日,山东 省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位,共同筹 建山东能源研究院,支撑国家能源创新体系建设,提升山东省能源科 技创新能力,服务能源产业新旧动能转换和高质量发展。依托青岛能 源所、山东能源研究院建设的青岛新能源山东省实验室在 2020 年 12 月 17 日挂牌筹建。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能 源山东省实验室“三位一体”的发展格局。
本项目的实施,可以实现对现阶段市场上广泛销售的国外Pt/C催化剂的国产化替代,能够为燃料电池国产化进程提供一种很好地催化剂选择,因此该项目成果有着广阔的市场前景和巨大的经济效益
共同开发、技术转让