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可降低铂使用量的燃料电池催化剂制备成功!在碳载体上直接负载高活性铂纳米团簇的方法的开发

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摘  要:近年来,为了实现氢能社会,燃料电池在提高能源效率和降低环境负荷方面备受重视。然而,在燃料电池汽车的普及方面,仍存在减少催化剂中的铂使用量和提高耐久性的重要课题。此外,现有的标准铂系燃料电池催化剂通过液相法制备,存在由剩余配体引起的催化活性降低问题。本文中,研究小组通过气相法合成大量洁净的铂纳米团簇,并将合成的铂纳米团簇直接负载在具有优异耐久性和气体扩散性的载体MC上,从而制成燃料电池催化剂。利用该催化剂制成每单位面积铂使用量为0.05mg/cm2的膜电极接合体,并将该膜电极接合体组装在5cm×5cm的JARI标准电池中,进行燃料电池的发电试验后发现,在1.2A/cm2的电流密度下的最大功率密度为9.6W/mgPt。此外,每单位输出的铂使用量为0.105g/kW。

关键字:燃料电池催化剂、铂、氢能社会、铂纳米团簇负载催化剂、膜电极接合体

 

 

 

 要点
  • 燃料电池对于实现氢能社会来说是最重要的基本技术,目前需要减少燃料电池催化剂中的铂使用量并提高其耐久性。

  • 将由气相法合成的清洁铂纳米团簇直接负载在Marimo Carbon(MC)上制备出燃料电池催化剂。

  • 透射电子显微镜(TEM:Transmission Electron Microscope)的观察表明,铂纳米团簇以几乎均匀的粒径高度分散在MC上。

  • 通过电流-电压(I-V)测量法评估本研究中燃料电池催化剂的发电性能后发现,其在高电流密度区域内表现出优异的功率密度。

  • 有望将本研究的燃料电池催化剂应用于降低铂使用量的燃料电池催化剂。

 

研究背景

 

近年来,为了减轻环境负荷、确保能源安全、创造新型产业等,氢能社会的实现备受期待。燃料电池(FC:Fuel Cell)是氢能社会中最重要的基本技术,具有能源效率高、环境负荷低(发电时仅

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