燃料电池铂催化剂原理(重庆大学研发出可替代铂的燃料电池催化剂)

Posted 2023-06-02

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燃料电池铂催化剂原理(重庆大学研发出可替代铂的燃料电池催化剂)

　　重庆大学化学化工学院团队研发出一种用于燃料电池的非铂催化剂。这种催化剂在酸性或碱性条件下对毒性分子有较强的耐受性，且低成本，可为新能源的运用与推广奠定良好的基础。

　　据了解，燃料电池作为一种新能源，清洁无污染，但制约燃料电池大规模商业化的是催化剂铂。其储量稀少且价格昂贵。“燃料电池依赖铂作为催化剂，铂的大规模使用会导致全球铂资源短缺。”重庆大学化学化工学院丁炜副教授介绍，我国的铂储量较少，仅占全球储量的0.58%，因此铂资源成为我国发展氢能等新能源技术发展的“卡脖子”环节。

　　近年来，重庆大学化学化工学院一直致力于能研究出能替代铂的非贵金属催化剂及其相应的燃料电池技术，实现燃料电池的非铂化和低成本化。

　　团队通过对含氮聚合物无机盐水溶液混合物的蒸发重结晶，将含氮聚合物固化在无机盐晶体中。盐封的三维局域空间可将低温下的聚合物形貌，最大限度地保留到高温碳化后的产品中，使其获得三维传输通道，增加活性位点在催化三相界面的利用，有效解决直接碳化过程中存在的严重烧失、高季胺氮掺杂和结构坍塌问题，并克服模板与纳米催化剂分离的难题，从而实现廉价高性能碳基催化剂的绿色宏量制备。

“城市环境中存在着大量氮氧化物和硫氧化物，在接触空气的阴极氧还原的过程中，会毒化铂类催化剂，降低燃料电池的活性和稳定性。” 丁炜表示，铂类催化剂易 “中毒”，降低燃料电池可靠性。团队研发的这种非铂催化剂，是一种氮、磷、碳掺杂的催化剂，在酸性或碱性条件下都对毒性分子有较强的耐受性。通过对催化剂分子结构的适当设计与构筑，可将氮氧化物和硫氧化物隔离在外面，使反应得以快速进行，在复杂污染环境下具有更高的应用价值，从而提高非铂燃料电池的可靠性优势。因此，该项研究成果被国内外科学网站誉为“新型燃料电池催化剂的得力助手”。

来源：重庆日报