我院博士生在燃料电池非铂催化剂研究方面取得重要进展 发布者:魏巍   发布时间:2019-03-25   浏览次数:10

优先发展基于质子交换膜燃料电池的燃料电池汽车已被列入我国基本国策,近年来,燃料电池及燃料电池汽车在全球和我国迅猛发展。然而,主要由于使用昂贵的铂作为催化剂所引起的高成本一直是燃料电池汽车大规模商业化的重大障碍。近年来,开发价廉易得、高活性、高稳定性的碳基催化剂来替代传统的Pt基催化剂成为了燃料电池电催化剂研究领域的热点课题。近日,华南理工大学燃料电池课题组在这类催化剂研究方面取得重要进展:

课题组使用金属框架化合物ZIF-8为前驱体,采用金属有机化合物气相掺杂策略制备了一种单原子铁掺杂的多孔碳多面体催化剂。以该催化剂作为阴极催化剂,催化剂载量低至1 mg·cm-2(传统的碳基催化剂载量为4 mg·cm-2),在氢/氧质子交换膜燃料电池中的最大输出功率达到775 mW·cm-20.7 V时的电流密度达到637 mA·cm-20.6 V时达到1100 mA·cm-2催化剂在燃料电池中的性能达到了同类催化剂的国际最好水平。该工作近日发表在国际知名期刊Advanced Energy Materials上(即时影响因子:21.75),(Atomic Fe-Doped MOF-Derived Carbon Polyhedrons with High Active-Center Density and Ultra-High Performance toward PEM Fuel Cellsdoi: org/10.1002/aenm. 201802856

另外,课题组采用g-C3N4作为辅助氮化剂技术,制得了单原子铁的含量高达3.17 wt%,单原子占比高达90%的新型单原子掺杂的Fe-N-C催化剂。该文章(g-C3N4 Promoted MOF Derived Hollow Carbon Nanopolyhedra Doped with High Density/Fraction of Single Fe Atoms as an Ultra-High Performance Non-precious Catalyst towards Acidic ORR and PEM Fuel Cell)也于近日发表在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A上(doi: 10.1039/C8TA11785C, 即时影响因子:9.93)。

两篇研究论文第一作者均为2015级博士生邓怡杰,共同第一作者为2018级博士生池滨。