科学研究

材料学院学术报告二十四:高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料开发

发表于: 2021-12-03 09:22 点击:

报告主题:高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料开发

报告嘉宾:程义(特聘教授,中南大学)

  间:20211027日(星期三10:00

  点:材料学院B2-536会议


报告人简介:

程义,博士,中南大学特聘教授,于2015年于澳大利亚科廷大学获得博士学位,2006年于中南大学获得学士学位。2014.12-2018. 11在澳大利亚科廷大学从事博士后研究工作。致力于原子尺度的材料设计和燃料电池器件研究,针对燃料电池超细纳米材料面临的可控合成难和稳定性差等挑战,创新自组装原位还原等材料合成方法,开发了原子尺度的功能基团锚定原位合成系列新技术,实现铁、镍金属单原子材料、过渡金属氧化物纳米团簇材料和贵金属纳米合金颗粒材料的可控合成与同步稳定化。在Adv. Mater.Nano EnergyAdv. Sci.Appl. Catal. B-Environ.J. Mater. Chem. AACS Appl. Mater. InterfacesChem. Commun.Small Methods等国际权威期刊上发表论文60余篇,其中IF大于10的14篇。发明专利6项。

报告内容简介:

相对于传统的合物电解质膜燃料电池(LT-PEMFC,<120 ℃),高温PEMFC(HT-PEMFC,120~300 ℃)可简化水/热管理系统,提高能量利用率,加快电极反应动力学速率,赋予燃料电池更广泛的燃料选择(如合成气、甲酸、甲醇、乙醇等)。发展HT-PEMFC技术有望解决目前LT-PEMFC面临的水/热管理系统复杂和高纯氢气制取、储存、运输及加注等难题,为燃料电池商业化发展提供新路径。近期,我们开发了一种二氧化硅改性PA/PBI膜,实现HT-PEMFC在240 ℃下稳定放电。研究发现,当电池运行温度超过210 oC,电池对CO的耐受性是80 oC时的10000倍,甲醇的氧化速率是80 oC 时的10倍。在260 oC,HT-PEMFC以甲醇作为燃料实现了最高输出功率237 mW cm-2。但HT-PEMFC以磷酸为质子导体,磷酸对铂基催化剂的毒化、酸淹及三相界面不稳定等问题制约了其发展。近期,我们新开发的铂-二氧化硅、Fe-N-C和Fe-Cu-N-C新型抗磷酸毒化和磷酸助催化剂,以磷酸作为质子导体,可在催化层中实现抗磷酸毒化和磷酸助催化,颠覆了传统磷酸毒化的认知,在HT-PEMFC中具有优于传统催化剂的性能和稳定性。该系列工作为HT-PEMFC的发展提供了新思路。

欢迎有兴趣的师生前来参加!


材料学院

20211026





地点 材料学院B2-536会议厅 时间 2021年10月27日
时分 上午10:00 星期 星期三

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