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中钢南京研究院携手北大开展燃料电池催化剂研究

来源:钜大LARGE    2019-11-25    点击量:35

近日,中钢天源全资子公司中钢集团南京新材料研究院有限公司(简称:中钢南京研究院)和北京大学签署了技术合作协议,中钢南京研究院将充分利用北京大学在燃料电池用催化剂方面的科研实力和技术优势,共同研究开发燃料电池用低铂(非铂)催化剂产业化技术,项目研究周期为三年。


资料显示,中钢天源成立于2002年3月,是中央企业中国中钢股份有限公司控股的上市公司,主要从事磁选设备的研发和生产,是国内较早的磁选设备开发与生产单位之一;公司通过募集资金项目不断向磁性材料下游发展,现已形成年产4万吨四氧化三锰、年产1.5万吨的永磁铁氧体、年产500吨稀土钕铁硼、年产10万台伺服电机和大功率永磁同步电机以及年产30套高效节能大型矿山成套设备的生产能力。


中钢南京研究院成立于2018年11月,主要经营新材料及其装备的技术研发、技术咨询、技术转让等业务。


业内人士认为,中钢南京研究院选择与北京大学共同研发燃料电池用低铂(非铂)催化剂产业化技术,或许是看中其在燃料电池新型低铂催化剂方面取得的显著成果。


今年6月,北京大学工学院郭少军团队设计开发了一种新型哑铃状的PtFe-Fe2C纳米粒子。这种哑铃状的PtFe-Fe2C纳米粒子是通过碳化哑铃状的PtFe-Fe3O4纳米粒子获得(图1a)。电化学测试表明,该催化剂在酸性介质中的氧还原的比活性和质量活性分别达到了3.53mAcm2和1.50Amg1,比商业Pt/C分别高出11.8和7.1倍,且具有极为优异的电化学稳定性,经历5000个循环催化剂的活性几乎没有衰减。


图片来源:北京大学


研究团队进一步计算研究发现,这种独特结构具有一种新颖的无障碍的界面电子传输机理,更有利于电催化反应的进行从而提高电催化活性(图1b)。这种无障碍的界面电子传输机理还能扩展到其它电催化系统中,例如电催化析氢反应和过氧化氢电催化还原。该催化剂在酸性介质中析氢的比活性达到了28。2mAcm2,比商业Pt/C分别高出2。9倍。


基于该催化剂过氧化氢电化学传感器的检测限达到2nM。该工作对电催化理论研究和新型高效燃料电池电催化剂的开发具有指导意义,也为下一代高性能低成本电催化剂的结构设计提供了新思路。


值得一提的是,除了联手北京大学研发燃料电池用低铂(非铂)催化剂产业化技术,中钢南京研究院还涉足氢燃料电池石墨双极板材料开发。


4月15日,中钢南京研究院与中钢集团新型材料(浙江)有限公司(下称“中钢新型”)签订《“氢燃料电池石墨双极板材料”项目合作协议》。双方约定就“氢燃料电池石墨双极板材料”产品技术的开发、工业化产品的设计、工业化应用示范工程的建立、相关市场的调研和开拓以及组建产业化经营实体进行相关产品的研发、生产、销售和技术服务开展合作。


从以上布局来看,中钢南京研究院今后将从燃料电池关键材料领域入局氢能产业。


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