氢能源燃料电池催化剂材料(氢燃料电池催化剂最新进展)

氢能源燃料电池原理是什么

氢能源燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢能源燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式，最典型的传统后备电源方案，燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。

新能源汽车需要什么金属

锂和钴是制备新能源汽车锂电池的基本原料，而铟、镓和硒制成的铜铟镓硒CIGS薄膜太阳电池是充电桩的关键材料。

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车的定义：

因国家不同其提法也不相同，在日本通常被称为“低公害汽车”，2001年以日本国土交通省、 环境省和经济产业省制定了“低公害车开发普及行动计划”。

该计划所指的低公害车包括5类，即：以天然气为燃料的汽车、混合动力汽车、电动汽车、以甲醇为燃料的汽车、排污和燃效限制标准最严格的清洁汽油汽车。

汽车新能源氢能源原材料是什么材料？

超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料智能材料、磁性材料、纳米材料。新能源新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料。

超导材料最诱人的应用：

发电、输电和储能。利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体制成的超导发电机，可以将发电机的磁场强度提高到5~6万高斯，而且几乎没有能量损失，与常规发电机相比，超导发电机的单机容量提高5~10倍，发电效率提高50%。

氢燃料电池催化剂打破国外垄断了吗？

报道称，燃料电池关键材料催化剂产业化生产难题，已被清华大学氢燃料电池实验室与武汉一家科技公司的联合研发团队攻克。目前，该催化剂获得17项专利，产能达到每天1200克，且价格仅为进口产品一半。

催化剂作为燃料电池核心材料，其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。但相关知识产权一直掌握在西方少数发达国家手中，催化剂核心材料长期依赖进口的高成本现状，制约了我国氢能产业的自主发展。

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2015年，清华大学与武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司开展校企深度合作，联合利用清华大学催化剂制备工艺开展Pt/C 催化剂的量产技术攻关。目前，催化剂产能达到1200克/天的规模，可满足40台36kW燃料电池电堆使用，并具备大规模工业化生产条件。该系列成果彻底打破少数国家对该技术的长期垄断，且价格仅为同类进口产品一半。

催化剂系列化产品已应用在中科院、高校和多家燃料电池公司的燃料电池电堆中。今年底，采用该催化剂生产的氢燃料电池可达1000台。

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攻关团队带头人、清华大学氢燃料电池实验室主任王诚表示，下一步团队将继续提升催化剂的各项指标，提高对硫化物、氮化物等杂质的耐受性，为我国燃料电池国产化不断注入强大动力。

氢氧燃料电池的催化剂近几年有哪些发展和成果

氢氧燃料电池阳极和阴极催化剂 那个更为重要

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氢氧燃料电池或者甲醇燃料电池，阳极和阴极催化剂 那个更为重要？目前燃料电池有了很多的非铂阴极催化剂，比如Fe-N-C材料最为盛行，为什么非铂的阳极催化剂很少了，虽然阴极的催化剂用量大大多于阳极，但是阳极也非常重要啊。有阳极非铂催化剂吗？现在国际上对于阳极非铂材料研究的怎么样啊？请大家不吝赐教！！！！！！

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阳极的非铂催化剂也有，你不要光看FC这个领域。你可以看看氢氧化或者是醇氧化的非铂催化剂，有一些人在研究，我知道有一些人就在研究 通过修饰钯和银来作为氧化催化剂。 但是在FC这个领域考虑的话，阴极的问题是很显著的，所以大部分研究集中在阴极。

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就铂而已，阳极的交换电流密度是阴极的好几个数量级。阳极只需要极少量的铂就可以满足需要，基本0.05mg/cm2就足够用了。而目前主流的观点认为，商用铂碳催化剂，阴极侧需要0.4mg/cm2,显然有很大的降低空间和潜力。大多数科学家多研究阴极的氧还原，重点通过非铂或是低铂催化剂达到很好性能的效果。

说得有点点混乱。大概就是这个意思。

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【科研故事】：迈向氢氧燃料电池产业化的第一步

据研究团队介绍，催化剂是氢气与氧气反应的必要条件，没有催化剂，这个反应就不会发生。现在最常用的催化剂是金属铂，它的催化效率高，但是资源稀缺，价格昂贵，导致氢氧燃料电池的制作成本相对较高，这为商业化带来了很大的困扰。为了让氢氧燃料电池这一环保无污染的新型能源走进千家万户，大学化学化工研究团队近5年来一直在寻找价格低廉，并且催化效果能与铂相当甚至超越铂的催化剂。起初，他们发现碳氮化合物具有一定的催化活性，且在加入铁、钴等金属后，催化活性可大幅提升。他们从这一发现中得到了启发，开始研究铁和钴以及它们的氧化物、络合物的催化活性，经过多次观察实验，最终他们在氧化铁，氧化钴中找到了突破点。他们发现氧化铁、氧化钴原本各自具有的尖晶石结构并不能使它们具备很强的催化活性，但是铁钴二元尖晶石所新形成的反式尖晶石因为结构中铁原子与钴原子的相互作用而拥有了远超于正式尖晶石的催化活性。后来他们又通过调节晶体中铁离子的浓度发现反尖晶石中铁原子和钴原子相互电子转移所产生的异化效用是催化活性提高的原因。令人可喜的是，在实验室的研究中，该团队发现经过精确调控的反尖晶石的催化活性优于铂催化剂。

由于氧化铁和氧化钴是金属矿物质，来源丰富，价格低廉。如果用它们代替铂，氢氧燃料电池的费用将下降到原来的60%，这将有助于氢氧燃料电池的普及，也有效贯彻落实了我国“坚持节约资源和保护环境”这一基本国策。     “原电池是一个复杂的系统，目前我们团队主要在氢氧燃料电池的正极上这一点取得了突破，但是距离实现产业化，还有很长一段路要走，因为一项研究的产业化的过程是一条线，不只是一个点，我们将继续研究氢氧燃料电池的负极和质子交换膜，争取早日实现该成果的产业化并使该成果制成的燃料电池走向商业化。”教授向我们介绍道。

对于渴望投身科研事业的学子，教授常常告诫他们，做科研一定要踏实，只有一步一个脚印，在充分了解学习前人研究成果的基础上加以创新，重视各个环节，坚持不懈，科研工作才可能会取得希望的成果。

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