赵金保教授课题组

燃料电池

随着经济的高速发展,人类面临着环境污染和资源短缺两大危机,因此亟需发展可持续能源技术。燃料电池被认为是21世纪新一代的发电技术,它通过燃料(氢气、甲醇和甲酸等)和氧气发生的电化学反应,将储存在燃料中的化学能直接转换成电能,是一种清洁、高效、有潜力的能量转化装置。

燃料电池的重要材料之一是电极上使用的电催化剂,用于催化燃料或氧化剂的电化学反应,其中阴极的氧还原反应(Oxygen Reduction ReactionORR)的反应动力学缓慢,需要使用大量的贵金属催化剂,导致燃料电池成本的进一步提高。目前广泛研究和应用的是铂基氧还原催化剂,但是铂基氧还原催化剂存在着诸多问题:(1)催化活性无法满足现有需求;(2)抗毒能力差,寿命短;(3)铂资源开采量低和价格昂贵等。上述问题制约了燃料电池的大规模商业化发展。

本课题组的研究重点是催化剂的结构设计及性能研究。通过铂与银等金属形成双金属氧还原催化剂,基于DFT理论计算分析,结合对纳米材料的粒径控制、形貌控制和碳载体选择和改性等措施,制备兼具高ORR催化活性、低铂用量和优异的耐久性的铂基氧还原催化剂,推动燃料电池的商业化发展。




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