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    寶鄂文庫

    氫燃料電池的壽命有多久?能否超過鋰電池還要取決于制造技術!

    來源:寶鄂實業    2019-04-24 02:29    點擊量:
    2017年1月,大連理工大學宋玉江教授團隊將分子自組裝技術與高溫熱解方法結合制備出一種非貴金屬電催化劑,有效提高了燃料電池電催化劑的耐久性。2017年7月,上海交通大學章俊良教授課題組成功制備出具有單[email protected]/C核殼納米催化劑,在不損失燃料電池壽命的前提下,可大幅降低燃料電池的鉑用量。2017年7月,中國科學技術大學曾杰教授課題組與合作者共同設計出一種直徑僅有1.3納米的、銠原子摻雜的超細納米線鉑催化劑,鉑原子的利用率達到48.6%。研究表明,該催化劑質量活性和比活性分別達到了商業鉑碳催化劑的7.8倍和5.4倍。同時,該催化劑在循環使用1萬次后,僅損失了9.2%的質量活性。2018年4月,武漢喜瑪拉雅光電采用清華大學催化劑制備工藝自主研發的燃料電池Pt/C催化劑量產技術取得突破。2018年6月,北京大學工學院郭少軍團隊開發了一種新型啞鈴狀的PtFe-Fe2C納米粒子。該催化劑在酸性介質中的氧還原的比活性和質量活性分別達到了353mA/cm2和1.50A/mg,比商業鉑碳催化劑分別高出11.8倍和7.1倍,且具有極為優異的電化學穩定性,經歷5000個循環,催化劑的活性幾乎沒有衰減。最新2019年1月31日《自然》研究報道,中國科學技術大學,研制出一種新型催化劑,攻克了新能源汽車氫燃料電池汽車推廣應用的關鍵難題:解除氫燃料電池一氧化碳“中毒休克”危機,延長電池壽命,拓寬電池使用溫度環境,在寒冬也能正常啟動。這些關鍵性的研究成果具有里程碑意義,表明中國正在加快掌握燃料電池催化劑材料產業的核心技術,逐步打破國外長期的技術封鎖。

    氫燃料電池催化材料專利及國內外重點公司分析

    可以看到2002-2018年氫燃料電池催化材料相關專利申請數量變化,可以看到從2015年開始氫燃料電池催化材料相關專利申請數量明顯上升,主要由于國家對氫燃料電池提出技術創新、突破的政策導向使得對氫燃料電池催化材料的研究和開發引起高校、研究院所及新能源型企業的極大關注。另外,隨著我國對于知識產權的重視,企業也越來越意識到核心技術需要專利的保護,因此,對于專利的申請也更加積極。從圖6可以看出近年來氫燃料電池催化劑材料相關專利主要單位、企業的申請專利數量。專利申請主要有公司企業和高校,基本是新能源相關企業,高校也有相關專業的研究團隊。據此,表明氫燃料電池催化材料技術在穩定推進和發展。催化技術的革新、保護,這也是為逐步實現清潔氫燃料能源大規模使用的重要的一步。

    目前,國外氫燃料電池Pt催化劑材料領軍企業主要生產廠家包括美國Gore、JohnsonMatthery、田中貴金屬等。Gore是生產質子交換膜和膜電極各組件的企業,催化劑僅占業務的一部分。相比而言,JohnsonMatthery和田中貴金屬是更為專業的燃料電池催化劑生產商。田中貴金屬針對燃料電池車,開發了性能與耐久度更為優異的電極催化劑,被應用于本田新型燃料電池車Clarity。JohnsonMatthery自90年代就開始研究燃料電池及各部件,2000年成立了燃料電池材料公司JohnsonMattheyFuelCellsLtd,并與全球最大的鉑供應商AngloPlatinum建立了長期合作關系。JohnsonMatthey的催化劑產品類型多樣,包括純鉑、合金、含有和不含催化劑載體。