燃料电池铂碳和铂基合金催化剂的批量化制备技术

新材料及其应用

本团队采用独特的从“0 到 1”的原创水相体系制备技术路线，实现铂载量从 30-60%不同系列铂碳催化剂的小规模批量制备。以典型的50%铂碳催化剂为例，催化剂粒径 2.5nm，均匀分布，BET 面 积 260m2/g，电化学活性面积 80 m2/g，初始质量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 测试标准，3 万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减 35%。小规模量产的铂碳催化剂一致性偏差小于5%，且制备过程环保、成本低、性价比优良。以此铂碳催化剂制备的膜电极功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 铂基合金催化剂包括铂镍碳和铂钴碳，催化剂中活性组分含量大于45%，平均粒径 3.6nm，BET面积305 m2/g，电化学活性面积 65 m2/g，初始质量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减30%。    

燃料电池、催化剂

小规模量产

2019 年氢能源首次写入政府工作报告，近三年我国从事氢能源和燃料电池相关的企业每年新增上千家，预期 2030 年氢能源产业将 达到万亿规模。我国燃料电池产业“缺芯”的状况一直无法突破，铂催化剂约占燃料电池电堆成本的 1/3，价格高昂且依赖进口。 因此，催化剂国产化是解决困扰我国燃料电池发展的重要途径。 燃料电池催化剂批量化制备的技术难度最高，因此催化剂批量制备的企业在燃料电池汽车产业链的闭环中所占据的位置非常重要。 按照万亿级的氢能产业规划，电催化剂企业预期产值可达千亿。