氢燃料电池中铂催化原理?
该催化原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂(铂)分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜(Proton Exchange Membrane)到达负极和氧气反应变成水和热量。
对应的电子则从正极通过外电路流向负极,对于氢燃料电池的商用来说,最大的挑战之一就是成本控制。燃料电池汽车目前的成本是普通汽车的5倍左右。其核心部件被称为质子交换膜。它能够将氢气中的电子分离成为质子,进而从正极交换至负极和氧气进行反应产生水和热。相应的,质子交换膜的核心就是催化剂铂。而铂是一种贵金属,也就是通常婚戒的材料铂金。为了推动大规模商用,一方面必须减少催化剂的用量,另一方面是寻求低成本的替代材料。
氢燃料电池中催化剂铂会消耗吗?
氢燃料电池中,催化剂铂会提高反应活性,加快反应递率,不会被消耗。催化剂能改变反应速率,而自身的质量和化学性不会改变。催化剂在催化反应时,常会参与其中发生化学变化,但又会转化回来。在参与变化的过程中,降低了反应的活化能,提高了反应速率。
氢燃料电池为什么需要铂金?
铂金是氢燃料电池的关键催化剂。 铂金作为氢能源燃料电池电化学反应的重要贵金属催化剂,是氢燃料电池的必须材料。我们知道普通的氢气是以分子形式存在的,即由两个氢原子组成,化学性质比较稳定,但作为燃料电池使用,必须采用氢原子,而铂金的作用就是使氢分子变为氢原子。
铂在氢能源上有什么作用?
在铂基氢燃料电池中,氢和氧结合在一起发电,而水和热是唯一的副产品。氢和氧分子通过涂有铂金催化剂的质子交换膜(PEM)反应并结合。
铂金特别适合作为燃料电池的催化剂,因为它能使氢和氧以最佳速率进行反应,同时又足够稳定,能够承受燃料电池内部复杂的化学环境和高电流密度,长期有效地发挥作用。
燃料电池具有许多和电池一样的特性——静音运行、无运动部件和产生电能的电化学反应。然而,与电池不同的是,燃料电池不需要充电,而且在有燃料供应时可以无限运作。燃料电池可以使用蓄电池作为系统组件来存储它所产生的电能。
氢能源电池需要钴吗?
氢能源电池不一定需要钴,但是催化剂是要用铂。
氢燃料电池是一种高效、清洁、无碳的发电装置,其工作原理是氢气和空气中的氧气分别在电池的阳极和阴极发生氢氧化和氧还原两个电化学反应,从而高效地将化学能转变成电能。然而,氢燃料电池阴极需要使用大量铂基催化剂来催化氧还原反应。铂是一种贵金属,这就使得氢燃料电池的造价非常昂贵。
氢能源电池需要的金属元素?
铂金。含有铂的催化剂是氢燃料电池最优的催化剂,可以更有效促进发电。但是铂,也就是大家最熟悉的白金,全球的总储量只有1.4万吨,如今在市面的价格一克400元左右。
在5年前的技术状态下,这家企业生产一台100kW的燃料电池需要用到100多克铂金,也就是仅这一项成本就要40000多元,而随着他们的不断攻关和技术进步,现在生产一台相同功率的燃料电池所用铂金减少到了25克,只需要10000元就可以了。
氢能催化材料发展前景?
发展前景不错。
氢能催化剂关系到燃料电池电堆的性能和寿命,由于其原材料铂和铂碳颗粒价格高昂,使得催化剂成为氢燃料电池核心部件电堆中成本最高的部件之一。
材料简介
催化剂是氢燃料电池电堆的核心部件之一,主要有低铂、铂基及非铂三类,关系到燃料电池电堆的性能和寿命。目前燃料电池中常用的商用催化剂是Pt/C,通常用高比表面积的碳搭载铂纳米颗粒,然后将铂碳催化剂均匀分散在电极表面。

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