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研究报告
氢能与燃料电池催化剂
来源: | 作者:君研资本 | 发布时间: 2022-09-30 | 7549 次浏览 | 分享到:

“高性能/抗中毒车用燃料电池催化剂的合成技术与批量制备”的子课题“催化剂工业化量产”目前正按计划推进,在合金催化剂技术方案论证及工艺参数优化方面满足项目设计目标;固态氧化物燃料电池:目前进行到 10 cm×10 cm 的单电池制备优化阶段,预计 2022 年底将完成固态氧化物燃料电池单电池中试生产线的建设,并形成千瓦级电堆组装技术。

(4)产品SEC系列催化剂

中自环保承担 “十三五” “可再生能源与氢能技术” 国家重点研发计划项目。2020年11月起,中自环保承担为期3年的国家重点研发计划——“高性能/抗中毒车用燃料电池催化剂的合成技术与批量制备”其中,中自承担课题四“催化剂工业化量产和工况验证的研发和组织管理工作”,其课题考核指标如下:

A:实现催化剂单批次产量两公斤级;产能达到≥2000g/批次和≥200kg/年生产线;

B:催化剂性能完全达到终期指标:

初始ORR的MA≥0.4A/mgPt@0.9VIR-freeECSA≥ 60m2/g;

耐久性a:0.6V~0.95V≥ 3万次循环MA衰减率≤40%、ECSA衰减率≤40%,

耐久性b:1.0V~1.5V≥ 5000次循环MA衰减率≤40%、ECSA衰减率≤40%;

抗中毒能力:

a:CO导致的量产催化剂质量活性衰减 ≤ 30%(0.1 M HClO4 1000 ppm CO/H2);

b:硫化物导致的量产催化剂活性面积衰减 ≤ 30%(0.36 ppm H2S,24h);粒径及性能偏差≤ ±8%,Cl含量小于50 ppm wt,Fe含量小于50 ppm wt。

目前该项目合金催化剂产能:根据7月调研在小批量产方面已经完成 1g→10g/批次→100g/批次优化放大,且放大前后催化剂的物性结构保持一致,催化活性无明显降低,批次内和批次间的一致性较稳定,预计中试设备的设计产能可以达到≥200g/批次、≥50kg/年。公司目标将在2022年形成百克级中试生产能力,2023年形成公斤级的批量生产能力。

SEC系列催化剂是中自氢能自主开发的产品,包括第一代SEC100铂炭催化剂第二代SEC200具有核壳结构的低铂催化剂。 SEC系列催化剂的合成过程有严密精确的控制,金属粒子在炭载体上均匀分布,贵金属含量公差≤士1%。

 

图10:中自科技SEC催化剂

关于铂碳催化剂,采用石墨化程度较高的碳载体材料,既可以保障铂基纳米粒子的分散度,又能在一定程度上提高提升催化剂的耐久性。