非鉗燃料電池催化劑的設計與制備
汽車行業發展迅猛,能源需求巨大,機動車尾氣的排放造成的環境污染日趨 嚴重。氫-氧質子交換膜動力燃料電池(PEMFC)以其高效、潔凈、兼容可再生能 源技術等特點,被認為是后石油時代解決移動高性能動力電池的理想方案。然而, 當前PEMFC所使用的催化劑為貴金屬Pt基催化劑,其對Pt資源的需求巨大,成 本高昂,難以成功商業化推廣。因此,開發出符合動力輸出性能的非鉗燃料電池 技術,契合我國對高效節能、環境友好的高性能動力電池汽車的迫切需求。 以該項目為依托制備的非貴金屬燃料電池催化劑以可以使單電池的最大輸出 功率達到0. 6 W. cm-2,已經完全達到貴金屬Pt基燃料電池的輸出性能,可以滿 足動力輸入應用要求。目前,該催化劑形成完全自主知識產權的技術,屬于國際 一流國內領軍的高科技技術。該催化劑的成功推廣勢必將從根本上解決機動汽車 尾氣對我國環境的污染問題,降低對石化能源的需求。市場及經濟效益分析: 全球范圍內,燃料電池行業發展迅猛,行業總體步入正軌。2010年,燃料 電池堆的全球出貨量有23萬臺,而在2007年只有1. 1萬臺出貨量,2011年至 2012年的全球燃料電池的出貨量有85%的年增長速度。在2010年全球售出的燃 料電池中,便攜式燃料電池占到這一總數的95%,其中超過97%采用質子交換 膜燃料電池技術。2007年至2010年間,燃料電池出貨量翻了 20倍。從應用上 看便攜式小幅增長,交通運輸應用在近幾年大幅增長,而在電站的應用則呈現平 穩增長態勢。2012年,燃料電池行業的收入超過10億美元的全世界市值,并且 亞太國家運送超過3/4的燃料電池系統到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的復合年增長率計算,全球燃料電池產能在2020年預計將達到664.5兆瓦。在 未來六年時間里,各國政府對加氫站及相關氫基礎設施的投入將成為這一增長的 推動力量。隨著燃料電池技術在全世界范圍內的廣泛應用,作為其關鍵材料的催 化劑必將具有廣闊的市場應用前景和豐厚的利潤。 另外,制備該催化劑的原產料價格便宜、方法和工藝非常簡單, 且生產過程中不會對環境造成污染,很容易開展下一步工業生產。
重慶大學
2021-04-11