在863计划电动汽车重大项目支持下,由中国科学院大连化学物理研究所承担的“下一代燃料电池系统研究与开发”课题取得突破。课题组开发了静电喷涂制备CCM型膜电极的制备工艺,在改善催化层效率的同时能有效降低铂用量。
据介绍,质子交换膜燃料电池(PEMFC)是氢燃料电池的一种,其中膜电极是核心部件,直接影响电池输出性能。开发低铂(Pt)、高反应效率的CCM(催化剂制备到膜上)型薄催化层膜电极是目前质子交换膜燃料电池开发的重要技术方向。
大连化物所利用静电喷涂工艺制备的膜电极组装的燃料电池短堆,控制电极铂用量在0.6毫克/厘米2。测试结果表明,该电堆性能与商业化传统GDE(催化层制备到扩散层上)型电极的电堆(铂担量1毫克/厘米2)相当甚至更优。
此外,课题组正在研究利用TiO2(二氧化钛)纳米管有序阵列开发具有有序结构的膜电极。有序化电极结构是开发超低铂膜电极的重要研究方向。
按电解质划分,燃料电池大致可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。在这些燃料电池中,质子交换膜燃料电池目前发展规模最大,特别适于用作动力电池。
业内人士介绍,就技术而言,我国质子交换膜燃料电池技术已接近国外先进水平,阻碍其大规模商业化应用的主要原因是价格太高。另外还有寿命问题。开发新材料是解决这两大问题的必经之路,也是目前质子交换膜燃料电池研究的热点。降低成本主要从膜组件、双极板材料、单电池结构、电池系统的改善等诸多方面考虑。
来源:科技部网站