氢科学中心科研成果展示 | 氢-电转换催化材料开发与应用

2022

上海市氢科学重点实验室

上海交通大学氢科学中心

科研成果展示

HYDROGEN TECHNOLOGY LEADS THE FUTURE

第1期

氢-电转换催化材料开发与应用

燃料电池核心系统是电堆，其成本占整个燃料系统的60%。如果说电堆是燃料电池产业链的决定因素，那么氢-电转换催化材料就是整个氢燃料电池行业的命脉。

科研领军人物种丽娜

种丽娜，上海交通大学材料科学与工程学院长聘教轨副教授，海外引进高层次优秀青年人才，上海浦江人才，上海领军人才。

主要从事氢-电转换催化材料的研究，研究方向包括质子交换膜燃料电池、质子交换膜水电解池、锂电固态电解质、二氧化碳转化、可逆储氢材料等。以第一作者在Science, Advanced materials, Nano Letter, Journal of material chemistry A等杂志发表文章10篇，Nature energy，Science perspective, Advanced Energy materials, Nano Energy等期刊合作发表文章10篇，SCI引用超过1000次，已授权美国发明专利1项，应用专利2项。2018年获中国材料研究学会优秀博士论文奖，美国Maria Goeppert Mayer奖，2019年获美国科技创新奖（R&D 100 Award）。曾主持美国能源部LDRD办公室能源项目两项，参与美国能源部项目三项。

核心科研成果

采用金属有机框架复合物做前驱体，并制备高比表面积、多孔非贵金属催化剂作为Pt合金的载体，通过在载体表面原位还原Pt，成功制备了具有协同催化作用的氧还原催化剂。该新型催化剂由核壳结构的Pt3Co@Pt有序合金和Co-N-C非贵金属催化剂组成。

贵金属PtCo纳米合金催化剂和非贵金属Co-N-C催化剂之间的协同催化作用，不仅提高了催化活性，而且减小了非贵金属催化剂表面产生的过氧化氢，从而大幅提高了催化寿命。

该新型氧还原催化剂有效降低Pt用量至商用量的1/10, 却保持高的活性和稳定性，提前达到美国能源部（DOE）对燃料电池氧还原催化剂的2025年目标。

技术成熟度

新型氢-电转换催化材料目前主要应用于质子交换膜燃料电池，现已完成实验室验证，并与日本Toyota公司联合验证了该材料在酸性运行环境下的长久稳定性，具有良好的应用前景。

上海市氢科学重点实验室

上海交通大学氢科学中心

文稿编辑 | 种丽娜、姚天宇

图文编辑 | 姚天宇

责任编辑 | 杨海燕

原文始发于微信公众号（氢科学重点实验室）：氢科学中心科研成果展示 | 氢-电转换催化材料开发与应用

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