由中科院長春應化所、中科院大連化物所、南京師范大學共同組成的國家“863計劃”自由探索項目——直接甲酸燃料電池攻關組,歷經二年多的不懈努力,在直接甲酸燃料電池催化劑等基礎材料研發(fā)上獲重要進展。目前,該項目通過了國家科技部組織的中期項目檢查。
甲醇燃料電池和甲酸燃料電池均屬質子交換膜燃料電池。二者相比,甲酸燃料電池具有無毒、不易燃、儲運方便和電化學活性、能量密度、質子導電率更高,對質子交換膜有較小的通過率,在較低溫度下可產生較大的輸出功率密度等優(yōu)點,被業(yè)內專家認為是很有希望代替甲醇燃料電池的燃料電池。
目前國內外專門針對甲酸燃料電池進行的系統(tǒng)研究很少,如果搶占先機,集中力量加速研發(fā)突破,并獲得相關核心技術的知識產權,就很有可能使我國在甲酸燃料電池的研發(fā)上處于國際領先地位,并為該電池的商品化打下堅實的基礎。
從上述目標出發(fā),中科院長春應化所與中科院大連化物所、南京師范大學聯(lián)手,在國家“863計劃”項目的支持下,于2007年5月開展了“直接甲酸燃料電池”的項目攻關。經過二年多的艱苦拼搏,取得了系列階段性成果:
通過膠體法、絡合還原等方法制備了Pd/C、復合Pd/C催化劑;研究了這些催化劑的活性與穩(wěn)定性,并對相應的活性提高因素進行了系統(tǒng)分析;比較了復合催化劑中金屬元素的形態(tài),載體種類和形態(tài)對催化劑的影響; 發(fā)現(xiàn)了催化劑中金屬納米粒子的晶格常數(shù)對活性存在的影響,從而為制備高活性和穩(wěn)定性的催化劑奠定了重要基礎。
項目執(zhí)行期間共申請專利9項,其中發(fā)明專利7項。
項目組擬在已取得階段性成果的基礎上,再經過2~3年的努力,研制出室溫下功率為3~10W、輸出電壓為3~5 V,可以反復快速響應的自呼吸型甲酸燃料電池樣機,以及功率為3~100W、功率密度達80~100mW/cm2非自呼吸型的甲酸燃料電池樣機,為該燃料電池的產業(yè)化打下堅實的基礎。