燃料电池主要催化剂是什么(氢燃料电池的催化剂用的是什么)
燃料电池中的催化剂是质子交换膜吗?
催化剂和质子交换膜是两个不同的东西。
燃料电池的催化剂
阳极催化剂包括Pt-Ru、Pt-Sn、Pt-WO3、Pt-Mo等。
对于燃料电池,各个国家,各个实验室,各个汽车厂家所研究或者使用的催化剂一般是不同的,而且是保密的,这是核心技术。但是可能引起中毒的因素都差不多。
1、CO,一般是以酒精为燃料的燃料电池;
2、SO2,很多有机燃料中都会含有这个,而且会是大多数的催化剂中毒;
3、积碳,C容易积累在反应界面上面,阻止反应的继续进行,反应温度不要太高,温度往往也是催化剂催化活性的杀手。
至于寿命和催化剂的配方有关。
由于质子交换膜只能传导质子,因此氢离子(即质子)可直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。
迄今最常用的质子交换膜(PEM)仍然是美国杜邦公司的Nafion质子交换膜,具有质子电导率高和化学稳定性好的优点,PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜,国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。但Nafion质子交换类膜仍存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,Nafion系列膜的最佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。
Nafion膜的价格在600美元每平方米左右,相当于120美元每千瓦(单位电池电压为0.65V)。在燃料电池系统中,膜的成本几乎占总成本的20%~30%。为尽早实现燃料电池的商业化应用,降低质子交换膜的价格迫在眉睫。加拿大的巴拉德公司在质子交换膜领域做了后来居上的工作,使人们看到了交换膜商业化的希望。据研究计划报道,其第三代质子交换膜BAM3G,是部分氟化的磺酸型质子交换膜,演示寿命已经超过4500h,其价格已经降到50美元每立方米,这相当于10美元每千瓦(单位电池电压为0.65V)。
以上信息仅供参考,希望能帮到你。
燃料电池用pt做催化剂,催化剂原理是什么,为什么加了它就催化了呢?
燃料电池的反应物主要是气体或者某些液体(如甲醇)的蒸气。
铂丝,部分金属的氧化物具有吸附气体的功效(形成较复杂的络合物),使更多的气体分子聚集到电极上,增大了电极上气体的分压,增加了分子间碰撞的几率,达到催化反应的效果。
希望能够帮助到你~
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
feiba00
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!!!!!!
luomc
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。
hebelc
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。
燃料电池催化剂,什么是燃料电池催化剂
高分子固体电解质型燃料电池(PEFC)、直接甲醇型燃料电池(DMFC)z中,使用铂(Pt)作为催化剂材料.通过在铂的表面吸附氢分子后在吸附点由分子分裂成原子状态,在低温下也容易产生反应. 铂为稀有金属,属于有限资源,因此为了有效利用,需要考虑:(1)铂材料本身进行改进:通过减小催化剂的粒径、使其均一分散来扩大有助于反应的表面面积.目前铂粒子的直径已经减小到了2~3nm左右.不过,减小粒径后,就会产生粒子间容易凝集而无法扩大表面面积的问题.因此,通过纳米技术将铂分散在碳等支撑材料上来使其稳定的技术是一个值得研究的解决方案. (2)对催化剂结构的改进:一般均采用减小催化剂厚度的方法.催化剂通常采用的制造方法是,首先将铂粒子与碳黑(Carbon Black,以下简称碳)水溶液混合,然后通过加热还原在碳粒子上析出、负载铂.最后再将其分散在高分子电解质溶液中来进行涂布,这样便形成了催化剂.这时,为了只在催化剂表面发生反应而内部不参与反应,通过减小催化剂的厚度便可提高反应性. (3)在催化剂构造上,另一个方法是采用不让铂粒子进入高分子电解质结构内部的技术.这样,改变催化剂制造顺序,在碳粒子表面形成高分子电解质膜后浸渍铂离子溶液等方法就被开发了出来. (4)改进铂材料:催化剂电极分为阴极(空气极)及阳极(氢极),其中,阴极的损失尤其严重.这是因为阳极在H2催化剂上的氧化反应速度快而在阴极反应较慢.阳极虽然很少因活性极化而使性能降低,不过仍存在其它问题.在对甲烷及甲醇进行改质、使其生产氢的时候就会产生一氧化碳(CO).一氧化碳会降低催化剂的性能(一氧化碳中毒),降低电压. 为了解决以上问题,可以考虑通过铂与其它金属形成合金来制造催化剂.目前大多采用铂与钌(Ru)的合金来解决,另外最近又有人提出添加钛(Ti)的方案. (5)可以研究铂以外的新材料,氧化钼、钴(Co)及有机络化物等的研究正在进行之中,不过目前还没有大的进展. 总之,燃料电池技术目前还很不成熟,如果你有兴趣可以多加研究,其中一些方向如果取得进展是有可能产生诺贝尔奖的.
为什么用铂做燃料电池催化剂
你说的是氢氧燃料电池吧。铂可以催化氢气和氧气的反应。有铂的存在,氢气和氧气在常温下就能反应。它的机理可能是铂可以吸附氢气,降低它的活化能。实际上,有机化学中,很多加氢反应都可以用铂做催化剂。
燃料电池催化剂载体有什么种类
燃料电池催化剂主要载体有碳纳米管载体、介孔碳载体、贵金属载体、凝胶载体、导电陶瓷载体、石墨烯等
关于燃料电池主要催化剂是什么和氢燃料电池的催化剂用的是什么的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。微信号:ymsc_2016
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