長春應(yīng)化所直接甲酸燃料電池陽極電催化劑研究取得可喜進展

　左圖：本工作被選為Angew. Chem.當期封面

右圖：分別以Pd/Ni₂P@C，PdNi/C，PdP/C，Pd/C-H以及商業(yè)Pd/C-C為陽極的DFAFC穩(wěn)態(tài)極化曲線和功率密度曲線。測試溫度：30℃，甲酸（3M）流量200mL/min，氧氣流量500mL/min。  

　　直接甲酸燃料電池（DFAFC），因其制作程序簡單、比能量和比功率高，是新一代移動和便攜式電源。該技術(shù)是將儲存于甲酸和氧氣中的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。然而DFAFC的穩(wěn)定性和耐久性仍然較差，貴金屬負載量仍然較高、貴金屬利用率仍然較低等而達不到商業(yè)化的技術(shù)要求。因此開發(fā)出高活性、高穩(wěn)定性的陽極電催化劑是目前研究的核心。

　　在國家自然科學基金委、科技部和中科院等的大力支持下，中科院長春應(yīng)化所邢巍研究員課題組與瑞士巴黎高等洛桑聯(lián)邦理工學院胡喜樂教授帶領(lǐng)的科研團隊開展國際合作，瞄準領(lǐng)域前沿，經(jīng)過不懈努力，成功完成理性設(shè)計并控制制備了DFAFC高效陽極非鉑催化劑。

　　該團隊通過向普通的碳黑中摻雜磷化鎳（Ni₂P）獲得了一種簡單廉價的復(fù)合載體，然后將鈀負載在該復(fù)合載體上得到直接甲酸燃料電池用陽極電催化劑。該類催化劑在酸性環(huán)境中的活性、壽命、抗中毒能力及長效工作穩(wěn)定性方面均優(yōu)于商業(yè)催化劑和其它已經(jīng)報道的催化劑。其中，利用該體系中的Pd-Ni₂P/C作為DFAFC催化劑時其功率密度高達550mW/cm²，較商業(yè)性能提高2.5倍，是目前所見文獻報道的DFAFC的最高性能（相關(guān)研究成果發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed, 2014, 53, 122-126. 被選作‘hot paper’ 和‘ frontispiece’）。目前，相關(guān)催化劑的批量生產(chǎn)正在進行中。

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(先進化學電源實驗室)