[01755344]燃料电池核壳结构低铂催化剂的放大制备及其电堆应用研究

1.课题来源及背景 质子交换膜燃料电池技术被认为是21世纪最为重要的新能源技术,具有极其广阔的应用前景,然而,其大规模商业化却受到了成本太高、耐久性不足、大量使用贵金属铂等几个因素的影响;开发高性能的低铂催化剂被认为是解决这些问题的重要途径。核壳结构催化剂是一类重要的低铂催化剂,但是由于这类催化剂采用欠电位沉积技术再玻璃碳电极微量制备,放大制备成为了一个很大的难题,国内外做了许多努力,但是成功制备及应用的报道很少。本项目就是针对这一问题开展研究工作,解决克级制备的技术难题,实现核壳结构催化剂的克级制备,并进行应用研究。同时,我们还探索了新的制备技术以及新型的催化剂体系。 2.技术原理及性能指标 本项目将单原子层的铂沉积到Pd等的纳米粒子表面,实现铂用量的大幅度降低,放大制备的难点包括放大装置的制备及其工艺条件的探索两个方面。放大制备催化剂的铂的质量活性可达Pt/C的3倍以上。稳定性好于Pt/C催化剂。 3.技术的创造性及先进性 （1）率先在国内实现了Pd@Pt/C催化剂的克级制备（2）率先在国内开发了基于Pd@Pt/C催化剂的膜电极和百瓦级电堆,并进行了测试;（3）首次提出了基于氮化物纳米粒子的核壳结构催化剂;（4）首次提出了脉冲电沉积技术4.技术成熟度/适用范围/安全性（1）Pd@Pt/C 催化剂放大制备技术已成熟,可应用于质子交换膜燃料电池;（2）基于氮化物的低铂催化剂的放大制备尚待进一步研究（3）无安全问题5.应用情况及存在问题目前主要是实验室试用,尚未应用于生产实际