燃料電池鉑碳和鉑基合金催化劑的批量化制備技術

新材料及其應用

本團隊采用獨特的從“0 到 1”的原創水相體系制備技術路線，實現鉑載量從 30-60%不同系列鉑碳催化劑的小規模批量制備。以典型的50%鉑碳催化劑為例，催化劑粒徑 2.5nm，均勻分布，BET 面 積 260m2/g，電化學活性面積 80 m2/g，初始質量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 測試標準，3 萬圈循環，電化學活性面積衰減30%，質量活性衰減 35%。小規模量產的鉑碳催化劑一致性偏差小于5%，且制備過程環保、成本低、性價比優良。以此鉑碳催化劑制備的膜電極功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 鉑基合金催化劑包括鉑鎳碳和鉑鈷碳，催化劑中活性組分含量大于45%，平均粒徑 3.6nm，BET面積305 m2/g，電化學活性面積 65 m2/g，初始質量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE測試標準，3萬圈循環，電化學活性面積衰減30%，質量活性衰減30%。    

燃料電池、催化劑

小規模量產

2019 年氫能源首次寫入政府工作報告，近三年我國從事氫能源和燃料電池相關的企業每年新增上千家，預期 2030 年氫能源產業將 達到萬億規模。我國燃料電池產業“缺芯”的狀況一直無法突破，鉑催化劑約占燃料電池電堆成本的 1/3，價格高昂且依賴進口。 因此，催化劑國產化是解決困擾我國燃料電池發展的重要途徑。 燃料電池催化劑批量化制備的技術難度最高，因此催化劑批量制備的企業在燃料電池汽車產業鏈的閉環中所占據的位置非常重要。 按照萬億級的氫能產業規劃，電催化劑企業預期產值可達千億。