低铂燃料电池氧还原催化剂的制备技术研究进展

低铂燃料电池催化剂铂载量低,在具有较高活性的同时能够极大地降低燃料电池的成本,因此,开发低铂燃料电池催化剂一直是燃料电池催化剂的重要研究方向。本文综述了低铂燃料电池催化剂的最新研究进展,对低铂燃料电池催化剂进行了分类,包含Pt基合金结构催化剂、Pt基核壳结构催化剂、Pt单原子层结构催化剂和Pt单原子催化剂等;详细介绍了几种低铂燃料电池催化剂的制备方法,主要包括有机溶胶法、电化学还原沉积法、气相沉积法、原子层沉积法、离子液体法、微波法,并对各自的优缺点进行了总结;重点强调了核壳结构电催化剂的制备方法,包括两步有机溶胶法、脉冲电沉积法、表面去合金化法、欠电位沉积法以及中空构型核壳结构催化剂的制备。最后指出可控制备具有高活性和高稳定性的低铂核壳结构催化剂是质子交换膜燃料电池实现商业化的重要研究方向。     

化学镀铜活化浆料的制备及催化机理

为了能使绝缘基材高效、低成本地实现线路的金属化,制备了一种含银的化学镀铜活化浆料,将其涂在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜上再进行化学镀铜。通过红外光谱、扫描电镜(SEM)以及结合力、导电性、开路电位-时间曲线测量等分析了活化浆料的分子结构以及化学镀铜过程中试样的表面形貌、性能,并探讨了活化浆料的催化机理等。结果表明:Ag+与聚氨酯树脂主链-NHCOO-基团中的N,O形成配位键;化学镀铜过程先得到离散均匀的铜颗粒,随时间延长最终得到均匀致密的铜层;银含量越大,缓慢生成铜活性中心的诱导时间越短,浆料活性越高;该工艺可得到结合力、导电性良好的电路图案,可在全印制电子技术中推广应用。     

《氢能与燃料电池专刊》主编寄语

氢能和燃料电池是我国清洁能源发展和研究的重要方向,实现我国"碳减排"和"碳中和"的宏大目标,氢能和燃料电池将发挥着举足轻重的作用.今年初,我国又把氢能技术列为国家未来六大产业之一,氢能和燃料电池都将迎来更好的发展机遇.     

燃料电池中铂基电催化剂的设计与合成

燃料电池具有高能量转化效率、低环境污染等优势,近年来备受关注。然而,阴极氧还原反应和阳极小分子氧化反应成为燃料电池产业化的瓶颈,包括催化剂制备成本高、催化活性低和稳定性差等问题。如何设计高效、稳定的燃料电池催化剂,对于进一步推动燃料电池的应用十分关键,而发展先进的铂（Pt）基电催化剂是最为有效的途径之一。相比于单金属铂纳米晶,铂基无序合金和有序金属间化合物具有独特的物理化学特性,被认为是研究金属电催化剂结构-性能的理想模型。本文综述了高活性、高稳定性的铂基电催化剂的研究现状,首先阐述了铂基电催化剂的催化活性和稳定性的增强机制,着重介绍了铂基合金的调控因素与可控合成,进一步总结了铂基有序金属间化合物的制备策略。最后,对铂基电催化剂的未来发展方向进行了讨论及展望,以期为燃料电池中电催化剂的发展开拓新思路。     

空气自呼吸质子交换膜燃料电池最新研究进展

空气自呼吸质子交换膜燃料电池具有系统体积小、能量密度高、能量转化效率高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点,是极具商业前景的新一代中小功率便携式电源,其相关研究为燃料电池领域的热点研究课题。本文综述了近年来此类电池在结构、机理、组成元件、性能等方面的研究进展,认为改善阴极催化层孔隙率和疏水性等能显著加快氧气传输和水移除,提高氧气活化能力;气体扩散层的组成、结构和厚度亦影响其气体透过性和水移除效果;合适的结构设计和材料选取能调节池体温度,强化空气对流;膜电极免增湿技术的应用可以维持电池在低湿度下较高质子传导率和系统稳定性,这是空气自呼吸质子交换膜燃料电池实现商业化的重要研究方向。