简介：蔚山国立科技研究所（UNIST）、韩国能源研究所（KIER）和美国Brookhaven国家实验室的三个机构的研究人员发现了一组新的基于“有序排列、孔状、卟啉碳原子（M—OMPC）”的不含贵金属的燃料电池催化剂，它表面积大，其孔状结构还可以人为调节。这种催化剂在氧还原反应方面的性能超过金属铂，对于燃料电池非常重要，但是生产成本仅为铂的10％。

简介：具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。

简介：丰田中央研究所在夏威夷举行的电气化学国际学会“ECS2004JointImemationalMeeting”上公布了燃料电池的催化剂使用以钴(Co)为中心的有机复体的方法(演讲号码1860)。这种方法能够让燃料电池的催化剂不使用稀有金属铂(Pt)，这样以使燃料电池系统的成本比使用铂时降低成为可能。该研究成果适用于燃料电池的空气极(阴极)。

简介：摘要：对化石能源和环境的关注度日益增长，氢燃料电池研究成为热点之一。目前燃料电池商业化主要受困于高昂的成本和基础设施不足，而催化剂占据燃料电池电堆60%的成本。本文从燃料电池催化剂作用机理、铂基和非铂基催化剂等技术降本路径进行综述，并对未来发展趋势进行展望。

简介：据报道,美国休斯敦大学正在开发一种新型催化剂,可借以提高燃料电池的容量。这种催化剂是一些纳米颗粒,其外壳主要由铂构成,内核则是由铜、钻和铂组成的

简介：据物理学家组织网近日报道，美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员，首次采用铁基催化剂快速、高效分裂氢气发电，使燃料电池的成本大大降低。该研究成果刊登在最新一期《自然·化学》在线版上。该实验室分子电催化中心带头人、化学家R．莫里斯·布洛克说，现在燃料电池采用铂作为催化剂，其缺点是价格要比铁超出1000倍。

简介：简要阐述了锂空气电池的研究现状;围绕正极催化剂材料的研究进展,着重综述了不同类型碳材料及非碳催化剂材料的电化学催化性能及结论分析;指出了通过改进材料的制备方法和优化制备条件来获得高活性正极催化剂材料的研究方向。

简介：

简介：亲水催化层在湿度循环条件下产生的结构破坏,是目前CCM（CatalystCoatedMembrane）膜电极退化的重要原因。本研究采用复合胶体技术,在亲水催化层中添加聚四氟乙烯（PTFE）结构增强相制备了PTFE/Nafion亲疏水催化层及其CCM膜电极。干湿循环耐久性测试结果表明,PTFE结构增强可以显著提高催化层的抗溶胀应力能力,从而提高CCM膜电极的物理稳定性。

简介：摘要：在能源危机和环境污染的当今社会，迫切需要发展燃料电池这一新世纪绿色能源技术。然而，一直广泛用于燃料电池阴极催化剂的贵金属 Pt存在着价格高昂，自然存储量稀缺，且稳定性差等缺陷，制约着燃料电池的产业化。因而高效型燃料电池阴极催化剂的研究与发展尤为重要。

简介：美国Brown大学的化学家宣布开发出燃料电池用性能更好的钯（Pd）纳米催化剂，其活性表面积比常规的钯颗粒要大约40％，并且纳米颗粒保持原封不动的4倍长度。该成果已发布在美国化学学会杂志（JournaloftheAmericanChemicalSociety）上。钯已被研究用作燃料电池用铂的替代品，钯源较丰富且价格低得多。然而，研究人员遇到的困难是创建有足够活性表面积、能使燃料电池中催化剂达到高效的钯纳米颗粒，

简介：摘要：基于甲醇重整燃料电池系统，通过模拟反应参数变化对催化剂性能影响表明，在稳态运行及瞬态变载过程中甲醇转化率和一氧化碳含量随体系温度的升高而增大；在反应空速应0.3/h时，催化剂及反应原料可以达到最佳利用率；根据催化剂实际连续运行反应350小时计算的甲醇反应速率变化规律，预估催化剂的使用寿命可以达到8万小时。 关键词：甲醇；蒸汽重整；制氢；燃料电池； 0 引言 能源对人类的可持续经济发展和环境至关重要，所以能源科技一直是我们研究的重点，寻找更好的能源类型和提高能源的使用效率成为当代人的责任。目前，采用纯氢气供给的质子交换膜燃料电池被认为是替代传统低效率、高污染的电池或内燃机的最有前途的技术之一[1]。然而，高压氢气的存储和运输一直阻碍着燃料电池的广泛应用，因此使用液体燃料作为替代方案成为新型能源电池的研究热点。 甲醇具有可再生及成本优势，以“现场制氢、即产即用”的工作模式特点，使得甲醇重整燃料电池系统在大规模应用上具有可行性[2]。它主要包含燃料电池和氢气发生装置。按照能源转换的路径，可以分为储液系统、制氢系统、发电系统、用电系统、控制系统五个部分。 图1. 甲醇燃料电池系统示意图 目前，甲醇制氢有三种方法：甲醇分解制氢，甲醇部分氧化制氢，甲醇水蒸气重整制氢。甲醇分解制得的氢气中含有较多的CO，不宜用在燃料电池电动车上，其他两种方法制得的氢气均可用于燃料电池电动车。甲醇水蒸气重整反应系统简单，产物中H2含量高，CO含量低，是电动汽车燃料电池的理想供氢来源[3][4][5][]。反应如下： (1-1) (1-2) (1-3) 为模拟系统不同工况条件下，对催化剂性能的影响，结合实际工况条件在不同反应温度、不同空速条件下对重整催化剂进行对原料配比，反应温度，反应压力，进液空速等工艺条件进行评估研究，以研究催化剂的最佳使用效果的操作条件。 实验 催化剂 目前市面上的甲醇重整催化剂众多，但是质量参差不齐。为挑选适合甲醇重整燃料电池系统适用的甲醇重整催化剂，广泛筛选国内外知名催化剂厂商，最终选定A、B两款催化剂作为研究对象用于测试分析。 性能评价表征 催化剂评价装置的工艺流程由六个系统组成：进料系统、辅助系统、预热系统、反应系统、冷凝分离系统、分析系统。 图2. 催化剂性能测试装置流程图 数据处理方法 通过产物气体流量、组成含量和反应物进料量，根据碳平衡原理按照公式（2-1）计算甲醇转化率，根据公式（2-2）计算得到氢气产生效率，根据公式（2-3）计算得到催化剂甲醇反应速率。 （2-1） （2-2） （2-3） 式中，FR为标况下的重整尾气流量（ml/min）,ΦH2、ΦCH4、ΦCO、ΦCO2分别为尾气中H2、CH4、CO、CO2的含量，F为液体进料量（ml/min），ρ为混合液密度（g/ml）,υ为催化剂体积（ml）。 实验结果及分析 温度对催化剂性能的影响 系统从冷启动到稳态输出的过程中，反应器的温度从室温上升至适当的温度。为模拟该过程中温度变化对催化剂的影响，在固定反应空速条件下，测试表征催化剂性能，详细结果如图3（a）、（b）所示。 图3系统启动过程中，温度变化对（a）甲醇转化率和（b）CO含量的影响。 如图3（a）中的“A-1.5”表示A款催化剂在反应空速1.5/h时，随温度的升高甲醇转化率逐渐增大。这是由于随着温度的升高，反应物分子更加活跃，反应物跟催化剂的接触更加充分。另外如公式（1-1）所示为吸热反应，升高体系温度有利于促进化学平衡向正向移动[4]。B款催化剂甲醇转化率随温度的变化趋势同A类似，但是在相同温度时B款催化剂的甲醇转化率性能明显低于A款催化剂，尤其是在0.5/h空速时差距更大。 从图3（b）中可以看出，A款和B款催化剂在反应空速0.5/h和1.5/h时，出口CO含量都随着温度的升高呈上升趋势，这是由于根据文献报道[4]重整反应产物中CO是通过公式（1-2）逆水汽变换反应产生，该反应为吸热反应，因此升高温度会导致CO含量的增加。另外，从图3（a）、（b）中可以看出，同款催化剂在相同温度时，空速越小甲醇转化率越高且CO含量越高。 反应空速对性能的影响 甲醇重整燃料电池系统稳定运行后，会根据外部供电设备需求，对发电功率进行调节。此时各反应器的温度已达到相对稳定的状态，因此需要改变甲醇燃料的输入量从而达到调节发电输出功率的目的。为模拟系统稳定运行过程中负载变化对催化剂的影响，因此在固定外部供热源的条件下，测试催化剂在不同空速时的性能，详细结果如图4（a）、（b）所示。 图4系统发电功率变载过程中，（a）CO含量和（b）甲醇转化率随反应空速变化情况。 如图4（a）所示，在外部供热源稳定在240℃工况下，催化剂床层温度随着反应空速的增加而降低。这是由于当空速增加时，甲醇重整反应如公式（1-1）所示为强吸热反应，单位时间内进入催化剂床层的反应物料增多，因此需要吸收更多的热量，从而导致床层温度降低。相应的出口CO含量都随着空速的增多呈下降趋势，这是由于甲醇重整反应吸热导致床层温度降低，进而导致逆水汽变换反应程度减弱因此CO含量降低。 如图4（b）所示，甲醇转化率随着反应空速的增大，呈现出先升高后降低的趋势。结合图3（a）数据分析，在温度不变的情况下空速越低甲醇转化率越高；图4（a）催化剂床层温度随空速的增加逐渐降低，且温度越低甲醇转化率越低。因此图4（b）中的甲醇转化率受到反应空速和反应温度的双重影响，呈现出先增加后降低的趋势，且在反应空速0.3/h时，甲醇转化率达到最大值。 另外，图4（b）中所示的单位反应原料的氢气时空产生效率同甲醇转化率表现出相同的变化规律，在反应空速0.3/h时达到最大值。因此，为最大程度发挥催化剂的作用及燃料利用率，系统最佳反应空速为0.3/h。 长期运行稳定性测试及寿命测试 为了考察催化剂的稳定性，按照系统额定功率等同空速条件，在350℃条件下连续运行，间隔一定时间后采集催化剂性能数据，如表1所示。 表1.连续运行不同阶段甲醇转化率 时间 h 220℃ 240℃ 260℃ 280℃ 5 65 78 90 98 350 56 72 82 90

简介：摘要介绍了DMFC阳极催化剂制备的研究进展，对其国内外应用情况进行了简单的评述，介绍了几种常见的催化剂制备方法，结果表明采用浸渍法即可将活性物质均匀地负载于催化剂载体上，从而非常有望成为高效的催化剂来推动燃料电池的商业化进程。

简介：摘要介绍了DMFC阳极催化剂载体的研究进展，对其国内外应用情况进行了简单的评述，介绍了几种常见的催化剂载体的性能，结果表明介孔碳材料作为一种极具潜力的催化剂载体，因其具有独特的介孔结构，利于反应物和产物的传输，因而可以以提高催化剂的利用率和降低催化剂的负载量，从而非常有望成为高效的催化剂来推动燃料电池的商业化进程。

简介：描述了催化的新领域－酶催化，包括其现状和进展。

简介：日本丰田中央研究所在夏威夷举行的电气化学国际学会上公布了燃料电池催化剂使用以钴为中心的有机复合体的新材料，使燃料电池的催化剂不再使用稀有金属铂，燃料电池的成本有望降低。该研究成果适用于燃料电池的空气电极。

简介：摘要：本文研究了生物催化及其在工业生产中的关键应用。首先，详细探讨了酶的定义、特性以及催化反应的原理，揭示了生物催化的基础机制。随后，比较了生物催化与传统催化在反应条件、选择性和效率等方面的异同，突显了生物催化的温和条件和高度特异性。进一步，分析了酶催化在制药、食品和生物燃料生产等工业领域的应用，展示了其在提高效率、改善产品质量以及促进可持续发展方面的卓越表现。最后，通过总结酶催化在工业中的重要性，强调其在推动绿色生产和可持续发展方面的潜在影响。本文为生物催化的理解和应用提供了全面的视角，为未来在这一领域的研究和创新提供了参考。

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简介：摘要：氢燃料电池是一种能将氢气的化学能直接转换为电能的发电装置，其大规模商用可以缓解传统能源使用带来的环境污染问题，实现未来清洁能源变革的愿景。氢燃料电池中的催化剂层是氢气和氧气发生电化学反应产生电流的场所，是氢燃料电池的核心。目前，氢燃料电池中最常用的阴阳两极催化剂均为 Pt/C催化剂，但是氢燃料电池恶劣的工作环境容易导致催化剂降解失去活性，而在众多导致催化剂电催化失活的因素中，碳载体的表面结构和组分是其中最重要的影响因素之一。商用碳黑因其低成本、高可用性和高介孔分布的特点已被广泛用作 Pt/C 催化剂的载体材料，但是该碳材料在缺陷和边缘处容易发生电化学腐蚀，而且其与铂纳米颗粒之间相互作用力较弱会引起催化过程中铂的迁移聚集，以上都会导致催化剂失活，进而影响到膜电极及最终电堆产品综合性能。因过渡金属ORR催化剂具有可媲美甚至超越Pt/C的ORR催化性能、更低廉的造价和更稳定的耐久性能，所以过渡金属掺杂的碳材料成为研究热点，展现出较大的商业潜能。本文通过镍氧化物修饰碳气凝胶得到燃料电池催化剂载体材料，电化学测试结果表明性能提升效果明显，单电池性能可达0.628V@2000mA。