甲酸电催化氧化制氢研究

氢源技术是小型可移动氢氧质子交换膜燃料电池商业化的瓶颈之一。目前的储氢材料储存密度低、价格高，难以满足实际要求。由于甲酸是液体燃料，具有便于携带、含氢量高（4.3％）、环境友好等优点，本项目提出以甲酸为储氢模型化合物，通过甲酸电催化氧化制氢。基本原理是在一定外加电压下,甲酸在膜电极（MEA）阳极发生电催化氧化反应，产生的质子通过电解质膜到达阴极，而产生的电子通过外电路到达阴极与质子结合，产生氢气。本项目将通过现代谱学技术与电化学表征相结合，研究甲酸催化剂构性关系及鉴别反应的中间物种，理解催化剂中毒机理；通过计算并结合实验，认识MEA中甲酸反应、传递、迁移规律及催化层结构与性能的关系，从而优化MEA催化层结构，提高催化剂利用率；开展甲酸电催化氧化制氢装置性能影响因素研究，掌握制氢装置稳定性及调控规律。该项目的研究成果将为开发通过甲酸电催化氧化制氢的新型氢源技术奠定理论和技术基础。