合肥研究院在甲醇燃料电池催化剂材料研究中取得进展
近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李越课题组在可控制备多孔金-银-铂(AuAgPt)合金纳米材料及其甲醇催化研究方面取得新进展,相关研究结果发表在Journal of Materials Chemistry A ( J. Mater. Chem. A, DOI: 10.1039/c8ta04087g )上。 近年来,随着经济的迅猛发展,我国对能源的需求日益增加。化石能源作为目前全球消耗的最主要能源,在给我们带来方便的同时,也对地球环境造成了严重污染。因此,开发可代替化石能源的清洁能源变得越来越重要。燃料电池是一种能把燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的装置,它是继水力、火力、原子能发电方式之后的“第四种发电方式”;因具有节能、转换效率高、接近零排放的优点;已成为解决能源和环境问题的重要途径。其中,甲醇燃料电池因具有工作效率高、环境友好等特点,被广泛应用于便携式设备。相比于氢能源,甲......阅读全文
什么是直接甲醇燃料电池?
直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为阳极活性物质的燃料电池,是质子交换膜燃料电池的一种,只是燃料不是氢而是甲醇而已。DMFC是世界上研究和开发的热点,其基础是E.Muelier在1922年首次进行的甲醇的电氧化实验。1951年,Kordesch和MarKo最早进行了DMFC的研究。
简述直接甲醇燃料电池的原理
直接甲醇燃料电池的工作原理与质子交换膜燃料电池的工作原理基本相同。不同之处在于直接甲醇燃料电池的燃料为甲醇(气态或液态),氧化剂仍为空气和纯氧。直接甲醇燃料电池的工作原理如图1《DMFC原理图》所示。其阳极和阴极催化剂分别为Pt-Ru/C(或Pt-Ru黑)和Pt-C。其电极反应为 阳极:CH3
合肥研究院在甲醇燃料电池催化剂材料研究中取得进展
近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李越课题组在可控制备多孔金-银-铂(AuAgPt)合金纳米材料及其甲醇催化研究方面取得新进展,相关研究结果发表在Journal of Materials Chemistry A ( J. Mater. Chem. A, D
兰州化物所制出新型石墨烯基直接甲醇燃料电池阳极催化剂
在中科院“百人计划”和国家自然科学基金项目支持下,中科院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室低维材料与化学储能课题组在直接甲醇燃料电池阳极催化剂的合成与性能研究领域取得新进展。 直接甲醇燃料电池具有低温快速启动、结构简单、燃料易储存、环境污染小等优点,可用于不间断通讯设备和便携式电子
过程工程所开发出直接甲醇燃料电池选择性电催化剂
直接甲醇燃料电池(DMFC)是将甲醇氧化反应的化学能直接转化为电能的一种发电装置,其工作原理非常简单,主要由阴极、阳极、质子交换膜及双极板等组成。工作时,甲醇在阳极上被催化氧化为CO2和H2O,同时产生6个电子和6个质子,其中质子经质子交换膜由阳极到达阴极,在催化剂作用下使阴极室的氧还原,生成H
概述直接甲醇燃料电池的研究热点
直接甲醇燃料电池以其潜在的高效率、设计简单、内部燃料直接转换、加燃料方便等诸多优点吸引了各国燃料电池研究人员对其进行多方面的研究。对DMFC的研究重点集中在以下几个方面: (1)DMFC性能研究 研究的内容主要有运行参数对DMFC的影响。这些参数包括如温度、压力、Nation类型、甲醇浓度等
美研制出液态甲醇燃料电池
美国航天局下属喷气推进实验室日前宣布,该机构与南加州大学合作,研制出一种利用液态甲醇产生电能的电池,这项技术将为进一步开发和推广清洁能源开辟新途径。 喷气推进实验室5月26日发布的新闻公报说,与其他燃料电池相比,这种“直接甲醇燃料电池”在发电时不需要添加任何燃料,也不排放任何污染物,其发电副产
“直接甲醇燃料电池技术”课题通过验收
5月8日,中科院长春应用化学研究所承担的国家“863计划”课题——“直接甲醇燃料电池技术”通过科技部组织的专家验收。验收组专家、科技部高技术中心能源处处长陈硕翼、长春应化所所长助理周光远以及课题负责人和课题组成员参加了验收会议。 直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种将化学能连续不
富电子铂镍钴催化剂破解甲醇燃料电池中毒溶解难题
记者从海南大学获悉,该校海洋科学与工程学院副教授苗政培团队成功研发出富电子氮化钛介导的铂镍钴合金催化剂,为解决直接甲醇燃料电池实用化过程中一氧化碳中毒与过渡金属溶解等关键难题,提供了解决方案。相关研究成果已发表于《美国化学学会中心科学》。当前,直接甲醇燃料电池以甲醇为燃料,具有燃料来源广泛、系统结构
物理所等在直接甲醇燃料电池催化剂研究中取得新进展
目前和今后很长时期内,我国能源结构仍将是以煤炭为主,但是煤炭的开发和加工利用已经成为环境污染物排放的主要来源,近年来全国各地出现的雾霾天气更是引起人们的高度关注。因此,发展洁净煤技术是我国能源发展的必然选择。 燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的清洁高效的发电器件,是解决目前化石类燃料
新型燃料电池阴极催化剂问世
日前,记者从中科院过程工程研究所获悉,该所生化工程国家重点实验室研究员王丹团队研发了一种sp杂化氮掺杂的石墨炔,其在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能。研究成果近期发表于《自然—化学》。 燃料电池是一种把化学能转化为电能的装置,具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等
大连化物所“甲醇燃料电池系列”项目通过验收
近日,由中国科学院大连化学物理研究所醇类燃料电池及复合电能源研究中心研究员孙公权担任首席专家的某部项目“甲醇燃料电池系列”通过验收。 该项目于2012年12月立项,2014年12月研制的DMFC-25-R-12型、DMFC-50-U型和DMFC-200-U型直接甲醇燃料电池产品通过正样确认,2
直接甲醇燃料电池与锂电相比存在的问题
与其他燃料电池相比,尽管DMFC的优势明显,但其发展却比其他燃料电池缓慢,主要原因有如下四个方面: 一、是寻求高效的催化剂,提高DMFC的效率。由于甲醇的电化学活性比氢至少低3个数量级,因而直接甲醇燃料电池需要解决的关键技术之一是寻求高效的甲醇阳极电催化氧化的电催化剂,提高甲醇阳极氧化的速度,
日本发明廉价燃料电池催化剂
日前,日本九州大学一个研究小组日前开发出一种含镍和钌的新型催化剂,可帮助大幅降低燃料电池的成本。 据日本媒体10日报道,燃料电池在“发电”过程中,需要用昂贵的白金作催化剂,从氢元素中分离出电子,这使得燃料电池的成本居高不下。而这种新催化剂的主要成分是镍,其价格不到白金的十分之
甘肃试点甲醇燃料推广
甘肃省工业和信息化委员会日前发布《关于做好甲醇燃料推广试点工作的通知》,加快甲醇燃料的推广步伐,规范甲醇燃料加注站建设,促进甘肃甲醇相关产业发展。 《通知》指出,甘肃省将积极研究出台相关优惠政策,支持民营企业参与甲醇燃料产业发展,从事加注站建设经营和甲醇灶具、锅炉等设备的生产应用。甘肃省还
新型被动式自呼吸纯甲醇燃料电池问世
一种采用纯甲醇进料方式的被动式自呼吸直接甲醇燃料电池,日前在长春问世。 该电池由中科院长春应用化学研究所研制。其构成包括纯甲醇贮存腔、甲醇缓冲区和电池工作单元。在纯甲醇贮存腔和甲醇缓冲区之间采用渗透膜来控制甲醇的传递,实现纯甲醇进料,以满足甲醇燃料电池的长效工作能力。同时,该电池不需
铁基催化剂可降低燃料电池成本
据物理学家组织网2月18日(北京时间)报道,美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员,首次采用铁基催化剂快速、高效分裂氢气发电,使燃料电池的成本大大降低。该研究成果刊登在最新一期《自然·化学》在线版上。 该实验室分子电催化中心带头人、化学家R.莫里斯·布洛克说,现在燃料电池采用铂作为催化剂
燃料电池电催化剂替代成为可能
电动汽车已穿梭在大街小巷,燃料电池车还会远吗?其中,燃料电池是关键。然而燃料电池除了生产成本过高外,其能量转换效率受到阴极氧还原反应缓慢的制约。因此,研究并开发替代贵金属催化剂、提高电催化剂活性成为燃料电池发展的重要研究课题之一。 中国科学技术大学国家同步辐射实验室副研究员刘庆华团队在这一研
新型被动式自呼吸直接甲醇燃料电池发明成功
一种采用纯甲醇进料方式的被动式自呼吸直接甲醇燃料电池,日前由中科院长春应用化学研究所发明成功。 该电池构成包括纯甲醇贮存腔,甲醇缓冲区和电池工作单元。在纯甲醇贮存腔和甲醇缓冲区之间采用渗透膜来控制甲醇的传递,实现纯甲醇进料,以满足甲醇燃料电池的长效工作能力。该电池可以成功的实现纯甲醇进料,
首艘高温甲醇燃料电池动力船“嘉鸿01”首航
高温甲醇燃料电池动力船成功首航。 11月8日,以高温甲醇燃料电池为动力电源的示范游船“嘉鸿01”在广东佛山南海丹灶仙湖首航。据悉,此次成功首航,标志着高温甲醇燃料电池正式进军绿色航运市场,为国家电动船发展事业提供新的发展方向。 “这是国际上高温甲醇燃料电池作为船用主辅动力商业化应用的首
新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用
金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。 日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种
美开发出高性能合金燃料电池催化剂
美国布朗大学研究人员开发出一种新型合金催化剂,既可以减少贵金属铂的用量,又具有良好的性能,其活性和耐久性指标都超过了美国能源部制定的2020年车用电催化剂技术指标,具有广阔应用前景。 铂催化剂成本高昂,是阻碍氢燃料电池广泛使用的重要因素之一。要降低成本,将铂与其他廉价金属结合制成合金催化剂是一
新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用
金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。 日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种
德美研发出氢燃料电池新型催化剂
德国柏林工业大学4月27日发表公报说,该校研究人员与美国科学家共同研发出一种新型铂合金,以它作为催化剂可将氢燃料电池的成本降低80%。相关论文发表于《自然—化学》(Nature Chemistry)。 公报说,氢燃料电池产生电流的同时只生成水,非常环保,但由于其产生电流的化学过程必须使用大
碳纳米管或可作燃料电池催化剂
美国戴顿大学的科学家们通过研究发现氮掺杂的碳纳米管将有可能替代燃料电池中价格昂贵的铂催化剂,这一发现将有可能降低燃料电池的成本。目前的燃料电池技术因受制于其催化剂成本及其耐用性问题而迟迟无法实现大规模应用。该研究团队日前发现,在垂直排列的碳纳米管阵列中,有一些碳原子被氮原子所替换,这种碳纳米管阵
美研制出新型氢燃料电池催化剂
美国研究人员日前开发出一种不需要使用贵金属铂的新型氢燃料电池催化剂,可望解决燃料电池推广过程中的一个主要障碍。 据4月22日出版的美国新一期《科学》杂志报道,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室开发的催化剂通过加热聚苯胺、铁、钴盐生成,几乎与铂催化剂一样有效耐用。通常
新型燃料电池阴极非金属催化剂问世
中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室王丹研究员团队日前研发出一种杂化氮掺杂的石墨炔,在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能,这一发现将推动非金属催化剂取代铂基催化剂的进程。 ORR是一个动力学迟缓的过程,需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。王丹介绍,传统的O
韩国开发出铑合金催化剂提升燃料电池性能
韩国科学技术研究院发布消息称,其研究团队最近开发出可用于固体碱膜燃料电池的高性能铑基础纳米催化剂,利用铑合金代替高价的铂,成功提升了燃料电池的性能。该成果在线发表在《美国化学会》(ACS Catalysis)杂志上。 一般来说,在碱性燃料电池能源中发挥核心作用的纳米催化剂,常用于电化学活性
化学所在燃料电池催化剂研究方面取得系列进展
氧还原反应是燃料电池中的重要反应,其反应动力学缓慢,需要贵金属作为催化剂,使燃料电池的成本居高不下,严重阻碍了燃料电池的商业化。发展高性能的非贵金属氧还原催化剂是燃料电池规模化使用的挑战之一。在科技部、中国科学院和国家自然科学基金委的支持下,中科院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室胡劲
韩国开发出铑合金催化剂提升燃料电池性能
韩国科学技术研究院发布消息称,其研究团队最近开发出可用于固体碱膜燃料电池的高性能铑基础纳米催化剂,利用铑合金代替高价的铂,成功提升了燃料电池的性能。该成果在线发表在《美国化学会》(ACS Catalysis)杂志上。 一般来说,在碱性燃料电池能源中发挥核心作用的纳米催化剂,常用于电化学活性