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非钳燃料电池催化剂的设计与制备

汽车行业发展迅猛，能源需求巨大，机动车尾气的排放造成的环境污染日趋严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池（PEMFC）以其高效、洁净、兼容可再生能源技术等特点，被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂，其对Pt资源的需求巨大，成本高昂，难以成功商业化推广。因此，开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池技术，契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能，可以满足动力输入应用要求。目前，该催化剂形成完全自主知识产权的技术，属于国际一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车尾气对我国环境的污染问题，降低对石化能源的需求。市场及经济效益分析：全球范围内，燃料电池行业发展迅猛，行业总体步入正轨。2010年，燃料电池堆的全球出货量有23万台，而在2007年只有1. 1万台出货量，2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃料电池中，便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换膜燃料电池技术。2007年至2010年间，燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上看便携式小幅增长，交通运输应用在近几年大幅增长，而在电站的应用则呈现平稳增长态势。2012年，燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值，并且亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起，按每年22. 6% 的复合年增长率计算，全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在未来六年时间里，各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用，作为其关键材料的催化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。另外，制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染，很容易开展下一步工业生产。

重庆大学 2021-04-11