燃料电池中的氢电极材料近年来有以下新进展:

- 二维钯纳米片的应用:太原理工大学郭俊杰教授团队通过纳米孔边界重构技术,实现了具有丰富纳米多孔结构的二维钯纳米片(Pd NM)的克级制备。该材料在碱性介质中具有更强的环境耐久性,其氧还原反应(ORR)催化活性相比商用Pt/C催化剂和Pd/C催化剂大幅提高,组装成氢燃料电池(AEMFC)时,峰值功率密度可达0.86 W/cm²。

- 室温氢化物离子传导固体电解质的研发:日本理化学研究所的研究团队开发出一种可在室温下运输氢化物离子(H⁻)的固体电解质。他们通过在氢化镧(LaH₃-δ)中掺杂锶(Sr)并添加少量氧,得到化学式为La₁₋ₓSrₓH₃₋ₓ₋₂ᵧOᵧ的材料。该材料能以很高的速率传导氢化物离子,在固态燃料电池中,当锶含量至少为0.2时,可使钛100%转化为氢化钛(TiH₂),几乎无氢化物离子浪费。

- 铷基材料的开发:东京科学大学的研究团队开发出Rb₅BiMo₄O₁₆这种铷基材料。其在300°C时氧化物离子电导率高达0.14mS/cm,是稳定氧化钇在相同温度下的29倍。铷的大原子尺寸使晶体结构产生更多间隙,利于氧离子移动,且材料在多种极端条件下都具有极高的稳定性,有望提升固体氧化物燃料电池的性能。

- 碳纤维复合材料的改进:碳纤维可制成氢燃料电池气体扩散层的基材,为电池提供良好的气体传输通道和电子传导能力。同时,碳纤维增强复合材料可用于制造双极板,具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点。通过改进生产工艺,碳纤维复合材料在耐久性和成本控制方面取得了显著进步。

- 新型铂钯碳催化剂的研发:R&D公司开发的新型铂钯碳催化剂,其氧还原反应活性是传统铂碳催化剂的两倍,同时具有更高的稳定性和更低的成本,可提升燃料电池氢电极的催化性能,有助于降低燃料电池的成本与提高效率。
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