石墨烯作为燃料电池催化剂的机理和效率提升情况如何?

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石墨烯作为燃料电池催化剂的机理和效率提升情况如下:

机理

石墨烯及其衍生物(如氧化石墨烯、杂原子掺杂石墨烯和功能化石墨烯)因其独特的化学和物理性质,在燃料电池应用中取得了重大进展。这些材料具有超薄片层结构、超高比表面积和良好的导电性,使其在制备高性能燃料电池催化剂方面具有重要的潜在应用价值。

通过选择合适的制备方法和前驱体制备的改性石墨烯,对于氧还原反应具有一定的活性,可用作燃料电池阴极催化剂。

石墨烯还可以用作铂催化剂的有前途的载体材料,进一步提高燃料电池的性能。

效率提升

石墨烯包裹合金在燃料电池中的应用显著提高了催化活性,催化活性提高了75倍,功率提高了65%,并且在燃料电池预期寿命结束时,催化活性仍提高了约20%。

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,使用石墨烯改进的单层气体扩散层(SL-GDL)的效率达到了常用商业GDL的85%。

通过石墨烯纳米袋保护的PtCo纳米催化剂在超低铂载量条件下实现了显著的功率提升,这表明石墨烯在降低铂金使用量的同时,仍能保持高效的催化性能。

中安新材料(深圳)有限公司生产的1000ZAP6石墨烯粉体在新能源领域的应用前景广阔,特别是在锂离子电池、燃料电池和太阳能电池中的应用将推动这些领域的技术进步和发展趋势。