三氧化鎢有望延長(zhǎng)燃料電池壽命

　　與鋰離子電池市場(chǎng)相比，燃料電池的市場(chǎng)還是相當(dāng)小，這主要原因在于燃料電池的生產(chǎn)技術(shù)難度較高和生產(chǎn)環(huán)境較苛刻，同時(shí)技術(shù)儲(chǔ)備和制備氫氣的管道單一且生產(chǎn)費(fèi)用較大。除此以外，燃料電池催化劑也是一種需要特別重視材料。

　　現(xiàn)今，有研究表明三氧化鎢超細(xì)顆粒有望延長(zhǎng)燃料電池的使用壽命，這到底是怎么回事呢?

　　燃料電池催化劑不同于一般的催化劑，對(duì)活性、穩(wěn)定性、耐久性等各項(xiàng)性能指針的要求都很高。以現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料電池陰極的氧還原反應(yīng)，就需要大量使用貴金屬鉑來(lái)作為電極催化劑。

　　鉑是銀白色有光澤的金屬，化學(xué)性質(zhì)不活潑，在空氣和潮濕環(huán)境中相當(dāng)穩(wěn)定，具有類似海綿的結(jié)構(gòu)，有很大的比表面積，對(duì)氣體(特別是氫、氧和一氧化碳)有較強(qiáng)的吸收能力，而且不溶于鹽酸、硫酸、硝酸和堿溶液。因此，其被公認(rèn)為很好地作為燃料電池催化劑的關(guān)鍵成分，促使氫和氧以最佳速率反應(yīng)，同時(shí)又有足夠穩(wěn)定性，能夠長(zhǎng)期有效地發(fā)揮作用。

　　鉑非常罕見，在地殼中的濃度只有百萬(wàn)分之0.005，所以鉑金價(jià)格相對(duì)比較高。

　　近幾年，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，貴金屬鉑在燃料電池中的用量逐漸減少。數(shù)據(jù)顯示，在豐田Mirai的燃料電池里，催化劑的鉑金屬含量為0.175g/kW，而目前國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品的鉑金屬含量多在0.4-0.5g/kW的水平，較好的產(chǎn)品一般控制在0.3g/kW。

　　然而，為了提高燃料電池的功率密度和凈功率，催化劑活性的提高便成為了主要因素之一。鉑金屬在碳載體上的高度分散是催化劑在實(shí)際廣泛應(yīng)用中的瓶頸之一，并對(duì)碳載體的要求很高。

　　針對(duì)該問題，有研究者提出可以用強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性的三氧化鎢來(lái)代替部分碳材料作為三氧化鎢燃料電池載體，進(jìn)而形成Pt/WO3/C催化劑，這樣可以極大提升催化劑的抗腐蝕性和使用壽命;同時(shí)，由于三氧化鎢與鉑具有協(xié)同催化作用，能減少貴金屬的使用，降低催化劑的成本，并且能提高催化活性。這樣一來(lái)，便能有效緩解目前燃料電池所面臨的難題，即可以提高電池的功率密度和凈功率。

　　根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)白皮書》，預(yù)計(jì)2020~2025年國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車達(dá)到5萬(wàn)輛;2026~2035年達(dá)到130萬(wàn)輛;2036~2050年達(dá)到500萬(wàn)輛。由此可見，燃料電池市場(chǎng)前景令人期待，這或能促進(jìn)三氧化鎢需求大幅上漲。

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