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无机非金属材料提高质子交换膜燃料电池核心组件催化效率与耐久性的基础研究
  • 项目名称：无机非金属材料提高质子交换膜燃料电池核心组件催化效率与耐久性的基础研究
  • 项目类别：重点项目
  • 批准号：50632050
  • 申请代码：E0213
  • 项目来源：国家自然科学基金
  • 研究期限：2007-01-01-2010-12-31
  • 项目负责人：潘牧
  • 负责人职称：教授
  • 依托单位：武汉理工大学
  • 批准年度：2006
中文摘要：

质子交换膜燃料电池产业化所面临的主要问题是成本和耐久性问题，而解决这些问题的关键在于其核心组件CCM。本项目针对催化剂载体和用于改善电解质膜保湿性能的无机纳米氧化物这两类无机非金属材料，从提高Pt催化剂的利用率及CCM耐久性的角度展开研究。系统研究了燃料电池反应的催化剂尺寸效应及其本质，从理论和实验两方面证实了催化剂的尺寸效应，在尺寸为1nm的催化剂上观察到催化剂活性的量子尺寸效应；结合密度泛函理论设计与纳米材料合成发展低贵金属催化剂，获得了高稳定的碳载PtW2合金催化剂，质量活性比目前商业化碳载Pt催化剂高3-4倍；研究了具有低衰减率高活性的导电陶瓷，聚合物改性碳纳米管以及钛氧化物催化剂载体；采用有机-无机以及原位复合技术，制备了界面相容的具有较强质子传导和保湿能力的复合质子交换膜；证实了Pt/H2O界面也是电化学反应界面，提出了梯度催化层的设计思路。项目的特色在于从催化层电流形成的机制和效率出发，优化CCM催化层结构和催化剂载体，研究了具有界面相容，保湿和质子传导功能有机统一的复合质子交换膜，为新一代具有高Pt利用率和耐久性的PEMFC用CCM的开发提供了理论基础和实

中文主题词： 质子交换膜燃料电池;催化剂载体;纳米氧化物;质子交换膜;成流
结论摘要：

英文主题词PEMFC;Catalyst support;Nano oxide;PEM;Current generation

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获奖
教育部通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖
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