N.E. Chemcat推動核殼結構觸媒實用化,可望大幅減少白金使用量

 

刊登日期:2021/12/6
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日本N.E. Chemcat公司積極推動車載燃料電池之核殼結構觸媒(Core-shell Catalyst)的開發實用化。此觸媒係在非白金金屬(核層)表面形成白金(Pt)單原子層,故可大幅削減白金使用量、提升觸媒性能。且由於具有優異的耐久性,因此可望成為次世代電極觸媒予以利用。

為了促進氫氣與氧氣的化學反應,多採用白金觸媒(Pt/C)做為電極觸媒,每100 kW(一輛汽車分)的使用量約為40 g。若以全球汽車生產台數9,000萬輛計算的話,燃料電池車(FCV)佔1%比例的狀況下,白金使用量為36噸,而10%比例則可達到360噸規模。另根據預測,2021年白金的全球需量將達230噸,因此白金使用量的削減對於FCV普及化將會是不可或缺。此外,Pt/Co合金觸媒對於提升發電效率的100~120℃高溫運作則有耐熱性不佳的缺點。

N.E. Chemcat積極推動實用化的核殼結構觸媒係將鈀(Pd)等非白金類觸媒做為觸媒核心,且將白金原子配列於與化學反應相關的表面部分,除了可減少白金使用量之外,並具有藉由核心金屬控制觸媒性能的特徵。此外,在燃料電池車的膜電極組(MEA)的應用上,相對於Pt/Co觸媒,證明信觸媒可實現觸媒活性、電池性能提升4倍,而白金使用量僅4分之1的電池運作。此外在經過耐久評估後,新觸媒仍可維持其奈米尺寸與白金核殼的構造。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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