長春應化所直接甲酸燃料電池催化劑研究獲突破
2026-04-13 00:52:01
3785
據中國科學院網站報道：直接甲酸燃料電池（DFAFC），因其製作程序簡單、比能量和比功率高，是新一代移動和便攜式電源。該技術是將儲存於甲酸和氧氣中的化學能直接轉換成電能的發電裝置。然而DFAFC的穩定性和耐久性仍然較差，貴金屬負載量仍然較高、貴金屬利用率仍然較低等而達不到商業化的技術要求。因此開發出高活性、高穩定性的陽極電催化劑是目前研究的核心。
近日，在國家自然科學基金委、科ke技ji部bu和he中zhong科ke院yuan等deng的de大da力li支zhi持chi下xia，中zhong國guo科ke學xue院yuan長chang春chun應ying用yong化hua學xue研yan究jiu所suo邢xing巍wei研yan究jiu員yuan課ke題ti組zu與yu瑞rui士shi巴ba黎li高gao等deng洛luo桑sang聯lian邦bang理li工gong學xue院yuan胡hu喜xi樂le教jiao授shou帶dai領ling的de科ke研yan團tuan隊dui開kai展zhan國guo際ji合he作zuo，瞄miao準zhun領ling域yu前qian沿yan，經jing過guo不bu懈xie努nu力li，成cheng功gong完wan成cheng理li性xing設she計ji並bing控kong製zhi製zhi備bei了leDFAFC高效陽極非鉑催化劑。
該團隊通過向普通的碳黑中摻雜磷化鎳（Ni2P）獲huo得de了le一yi種zhong簡jian單dan廉lian價jia的de複fu合he載zai體ti，然ran後hou將jiang鈀ba負fu載zai在zai該gai複fu合he載zai體ti上shang得de到dao直zhi接jie甲jia酸suan燃ran料liao電dian池chi用yong陽yang極ji電dian催cui化hua劑ji。該gai類lei催cui化hua劑ji在zai酸suan性xing環huan境jing中zhong的de活huo性xing、壽命、抗中毒能力及長效工作穩定性方麵均優於商業催化劑和其它已經報道的催化劑。其中，利用該體係中的Pd-Ni2P/C作為DFAFC催化劑時其功率密度高達550mW/cm2，較商業性能提高2.5倍，是目前所見文獻報道的DFAFC的最高性能。相關研究成果發表於Angew. Chem. Int. Ed, 2014, 53, 122-126. 被選作"hot paper" 和 "frontispiece"。目前，相關催化劑的批量生產正在進行中。
左圖：該工作被選為Angew. Chem.當期封麵。右圖：分別以Pd/Ni2P@C，PdNi/C，PdP/C，Pd/C-H 以及商業Pd/C-C為陽極的DFAFC穩態極化曲線和功率密度曲線。測試溫度：30℃，甲酸（3M）流量200mL/min，氧氣流量500mL/min。
