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燃料电池催化剂原理?

电池 2024-08-18 22:40

一、燃料电池催化剂原理?

燃料电池利用一种被称为氧还原的化学反应,这种反应需要一种低成本的催化剂来实现更广泛的商业应用。

掺氮碳就是这样一种催化剂,但关于掺氮工作原理的化学细节颇有争议。这些知识对于改善PEM燃料电池在未来技术中的功能非常重要。

二、燃料电池铂金催化剂作用?

在燃料电池中,铂及铂合金催化是加快化学反应速度的最有效的催化剂。铂金催化剂能将氧分子分裂成原子,但不应与自由原子捆绑过于强烈;新材料中,铂原子间的距离较小,使得它成为更有效的催化剂,因为它与氧原子的捆绑较弱。

铂是唯一能承受电池中酸性环境的金属,但是它很昂贵,这也限制了燃料电池广泛、大规模的应用。

三、燃料电池电催化剂种类?

燃料电池催化剂主要载体有碳纳米管载体、介孔碳载体、贵金属载体、凝胶载体、导电陶瓷载体、石墨烯等

四、燃料电池 催化剂技术指标?

燃料电池的催化剂有别于我们认识的普通催化剂,对于催化的活性、稳定性和耐久性的指标,要高于普通催化剂。以现有技术来实现电池阴极的氧还原反应,就需要大量使用贵金属铂作为电极催化剂。

五、燃料电池催化剂的成分是什么?

燃料电池催化剂主要成分为碳载铂中的贵金属铂(Pt)

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。

目前燃料电池的能量转换效率主要受限于电池阴极缓慢的氧反应的动力学过程。在燃料电池中,铂(Pt)是最优的阴极氧还原反应催化剂,但其储量少、价格昂贵,是导致燃料电池生产成本较高的主要原因;而且铂作为催化剂的化学稳定性较弱,催化耐久性不足。

六、简单说明催化剂的作用,并列举几种燃料电池的催化剂?

在燃料电池中,铂及铂合金催化是加快化学反应速度的最有效的催化剂。铂金催化剂能将氧分子分裂成原子,但不应与自由原子捆绑过于强烈;新材料中,铂原子间的距离较小,使得它成为更有效的催化剂,因为它与氧原子的捆绑较弱。铂是唯一能承受电池中酸性环境的金属,但是它很昂贵,这也限制了燃料电池广泛、大规模的应用。

七、目前氢燃料电池的催化剂材料主要是?

目前氢燃料电池的催化剂主要分为三个大类:铂(Pt)催化剂,低铂催化剂和非铂催化剂。

氢燃料电池的催化材料是氢燃料电池结构中的核心材料部件,是电池正常、高效的运行保障。

八、氢燃料电池中催化剂铂会消耗吗?

氢燃料电池中,催化剂铂会提高反应活性,加快反应递率,不会被消耗。催化剂能改变反应速率,而自身的质量和化学性不会改变。催化剂在催化反应时,常会参与其中发生化学变化,但又会转化回来。在参与变化的过程中,降低了反应的活化能,提高了反应速率。

九、燃料电池中的催化剂是质子交换膜吗?

催化剂和质子交换膜是两个不同的东西。

燃料电池的催化剂

阳极催化剂包括Pt-Ru、Pt-Sn、Pt-WO3、Pt-Mo等。

对于燃料电池,各个国家,各个实验室,各个汽车厂家所研究或者使用的催化剂一般是不同的,而且是保密的,这是核心技术。但是可能引起中毒的因素都差不多。

1、CO,一般是以酒精为燃料的燃料电池;

2、SO2,很多有机燃料中都会含有这个,而且会是大多数的催化剂中毒;

3、积碳,C容易积累在反应界面上面,阻止反应的继续进行,反应温度不要太高,温度往往也是催化剂催化活性的杀手。

至于寿命和催化剂的配方有关。

由于质子交换膜只能传导质子,因此氢离子(即质子)可直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

迄今最常用的质子交换膜(PEM)仍然是美国杜邦公司的Nafion质子交换膜,具有质子电导率高和化学稳定性好的优点,PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜,国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。但Nafion质子交换类膜仍存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,Nafion系列膜的最佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。

Nafion膜的价格在600美元每平方米左右,相当于120美元每千瓦(单位电池电压为0.65V)。在燃料电池系统中,膜的成本几乎占总成本的20%~30%。为尽早实现燃料电池的商业化应用,降低质子交换膜的价格迫在眉睫。加拿大的巴拉德公司在质子交换膜领域做了后来居上的工作,使人们看到了交换膜商业化的希望。据研究计划报道,其第三代质子交换膜BAM3G,是部分氟化的磺酸型质子交换膜,演示寿命已经超过4500h,其价格已经降到50美元每立方米,这相当于10美元每千瓦(单位电池电压为0.65V)。

以上信息仅供参考,希望能帮到你。

十、pt基催化剂在所有燃料电池中都会用到吗?

贵金属Pt被认为是燃料电池的最佳催化剂,其比表面的大小对催化活性有着重要影响;同时,由于Pt价格昂贵,且在反应过程中易受到CO等中间产物的毒化而失活,抗CO中毒Pt基催化剂的制备变得十分重要.