由中科院长春应用化学研究所、大连化学物理研究所和南京师范大学共同组成的“863计划”自由探索项目——直接甲酸燃料电池攻关组,历经两年多的不懈努力,在直接甲酸燃料电池催化剂等基础材料研发上获重要进展。目前,该项目通过了科技部组织的中期项目检查。
甲醇燃料电池和甲酸燃料电池均属质子交换膜燃料电池。两者相比,甲酸燃料电池具有无毒、不易燃、储运方便和电化学活性、能量密度、质子导电率更高,对质子交换膜有较小的通过率,在较低温度下可产生较大的输出功率密度等优点,被业内专家认为是很有希望代替甲醇燃料电池的燃料电池。
专家表示,目前国内外专门针对甲酸燃料电池进行的系统研究很少,如果抢占先机,集中力量加速研发突破,并获得相关核心技术的知识产权,就很有可能使我国在甲酸燃料电池的研发处于国际领先地位,并为该电池的商品化打下坚实的基础。
从上述目标出发,中科院长春应化所与大连化物所、南京师范大学联手,在“863计划”项目的支持下,于2007年5月开展了“直接甲酸燃料电池”的项目攻关。经过两年多的艰苦拼搏,取得了系列阶段性成果:通过胶体法、络合还原等方法制备了Pd/C、复合Pd/C催化剂;研究了这些催化剂的活性与稳定性,并对相应的活性提高因素进行了系统分析;比较了复合催化剂中金属元素的形态,载体种类和形态对催化剂的影响;发现了催化剂中金属纳米粒子的晶格常数对活性存在的影响,从而为制备高活性和稳定性的催化剂奠定了重要基础。
项目执行期间共申请专利9项,其中发明专利7项。
项目组拟在已取得阶段性成果的基础上,再经过2~3年的努力,研制出室温下功率为3~10W、输出电压为3~5V,可反复快速响应的自呼吸型甲酸燃料电池样机,以及功率为3~100W、功率密度达80~100mW/cm2非自呼吸型的甲酸燃料电池样机,为该燃料电池的产业化打下了坚实的基础。