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Title 安智焕(音)教授研究小组成功开发、应用新概念燃料电池催化剂
Writer admin ReadCount 68 Date 2020-01-29
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安智焕(音)教授研究小组成功开发、应用新概念燃料电池催化剂

较既有工艺更易于推广和量产,有望快速商业化

 

首尔科技大学(校长李东勋(音),以下称首尔科技大)MSDE专业的安智焕(音)教授小组(第一作者:申正宇(音)、吴成国(音)、李成济(音)研究员/共同作者:高道贤(音)、杨秉灿(音)、金亨俊(音)研究员)利用最新半导体工艺,成功开发并应用了性能和耐久性都高于既有催化剂的升级型新概念燃料电池催化剂。

 

▲从左至右分别为安智焕(音)教授、申正宇(音)、吴成国(音)、李成济(音)研究员

 

燃料电池是最近备受关注的氢气经济和氢气电动车的核心系统,因为它能够高效地转换电池能量,对环境没有污染,这一优点使得最近的研发活动十分活跃。尤其以贵金属材料为基础的催化剂层是燃料电池膜(MEA)的核心要素,同时提高其性能和耐久性十分重要。

 

安智焕(音)教授小组利用原子层蒸镀工艺,在既有的铂催化剂粒子表面蒸镀了一层非常薄(<5nm)的网状多孔铈氧化膜层。

 

原子层蒸镀法是最新半导体工艺之一,是一种可以将薄膜以原子层为单位进行精密蒸镀的技术。通过这一工艺制作出的铂-铈氧化膜复合催化剂电极,较既有的铂催化剂电极减少了最多50%的性能损耗,同时热能稳定性提升2倍。将它应用在纯固体型薄膜的燃料电池上,实现了在500℃的驱动温度下发电0.8W/cm2的超高性能。



▲使用了原子层蒸镀工艺的铂-铈氧化物催化剂表面的反应模式图

 

本研究结果得益于以下两种原因:铂和铈氧化膜间的相互作用增强了催化剂的反应;蒸镀了原子层的铈氧化膜的铂表面比较稳定。因为使用了较既有工艺更易于大面积推广和量产的工艺,所以有望实现提前商业化。

 

本次研发结果被选为美国医学学会(American Chemical Society)刊发的应用材料领域最优秀的期刊ACS Applied Materials and Interfaces的封面论文(supplementary cover article)。

 

本研究的进行得到了科学技术信息通信部新人研究者支持项目、产业通商资源部创意综合个性化项目和高性能机械零部件专业人才培养项目的支持。除安智焕(音)教授小组外,美国斯坦福大学的朴准硕(音)博士也参与了研究。

 

 

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