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行業(yè)背景

為了應(yīng)對全球變暖和環(huán)境污染問題，各國家和地區(qū)都提出了減排目標(biāo)。全球部分發(fā)達(dá)國家的燃料電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸已經(jīng)突破，將迎來高速成長期。預(yù)計到2026年，全球燃料電池市場規(guī)模將突破110億美元。質(zhì)子交換膜電池(PEMFC)以其更高的能量密度、較低的運行溫度、啟動時間短等優(yōu)勢，已經(jīng)成為全球燃料電池應(yīng)用與推廣的主流技術(shù)之一。該類型的燃料電池主要依賴一種特殊的聚合物膜，在它表面涂有高分散的催化劑漿料，這種工藝被稱作CCM。PEMFC的催化劑一般使用碳負(fù)載貴金屬Pt作為主要成分，這種結(jié)構(gòu)既可以保證催化效率，又可以確保氣體在催化層內(nèi)順利流通。

來源網(wǎng)絡(luò)

應(yīng)用難點

與傳統(tǒng)化工用鉑碳催化劑（鉑擔(dān)載量低于5%）不同，用在氫氣燃料電池的鉑碳催化劑, 鉑擔(dān)載量一般高達(dá)20% 以上, 要求鉑納米顆粒粒徑在3 ～5nm、粒徑分布窄、在炭上分散均勻，不含有害雜質(zhì)，這樣催化劑就能具有較好的活性和穩(wěn)定性。但是由于3 ～5nm鉑納米顆粒的表面能非常大，很容易團聚，同時催化劑漿料的性質(zhì)對催化劑層的結(jié)構(gòu)形成有很大影響，因此制備催化劑漿料的分散方法對于生產(chǎn)高性能膜電極組件也非常重要。

解決方案

?實驗對象

高鉑載量的鉑碳催化劑漿料

?實驗設(shè)備

?實驗工藝

高壓低溫分散2遍

?實驗結(jié)果

對比實驗前后鉑碳催化劑漿料的外觀，可以看出分散后的漿料沉淀大幅減少。

                                                        分散前                                                             分散后

通過激光粒度儀檢測分散后的漿料粒徑，粒徑分布在202.3nm-444.4nm之間，平均粒徑為290.5nm。