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中国在燃料电池催化剂贵金属替代研究方面获突破个体经营王建勇万芳

发布时间:2020-02-14 12:34:53 阅读: 来源:检测厂家

中国在燃料电池催化剂贵金属替代研究方面获突破-个体经营(王建勇)

废铂碳 废铂碳在燃料电池领域,目前使用性能相对稳定的金属铂作为电极催化剂。然而,铂的稀缺与昂贵限制了燃料电池的大规模应用。中科院大连化物所包信和院士带领的团队,创造性地给金属铁纳米催化剂穿上碳纳米层 铠甲 ,提高了铁基催化剂在燃料电池中的稳定性和抗中毒能力,为未来非贵金属催化剂最终在燃料电池中的应用指明了方向。相关研究成果发表在2013年第一期《德国应用化学》特刊上,并被美国化学学会《化学与工程新闻》评为亮点文章。 包信和团队经过多年研究,将金属铁纳米粒子限域到具有豆荚状结构的碳纳米管的管腔中。实验和理论研究证实,在这一体系中,包裹纳米金属铁的碳层阻断了反应气体与铁纳米粒子的直接接触,从原理上避免了反应过程中活性金属铁纳米粒子的深度氧化,以及其他有害组分对催化剂的毒化,解决了纳米金属铁作为燃料电池阴极催化剂的稳定性难题。研究人员进一步对包裹金属纳米粒子的碳纳米管壁进行杂原子(如氮原子)掺杂并同时改变金属纳米粒子组分,制得了氮掺杂碳纳米管限域的铁-钴纳米合金催化新材料,并将其替代传统的铂碳催化剂应用于燃料电池电极反应中,在10ppm的有害成分硫存在时,电池保持了优异的活性和稳定性。这相当于给容易 受伤 的金属铁纳米粒子 穿 上了一副由碳纳米管制成的 铠甲 ,而铁原子的活性d电子犹如士兵的双手一样可以在 铠甲 外自由活动,完成催化氧分子的还原反应,从而实现燃料电池在酸性环境中稳定运行,并显著提高了其在实际运行中的抗中毒能力。有重整装置的炼油厂都有废铂催化剂,他们的重整装置用的催化剂就是含铂的,几年一换,换下来的就是废铂碳催化剂。废铂催化剂和废钯催化剂等都是含贵重金属的,中石化系统有专门得贵金属回收部门来处理这些含贵金属废催化剂。相关文章推荐:废铂碳可作为重要的二次铂资源废铂碳和铂金的应用及常见疑问

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废铂碳催化剂综合利用技术进展分

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