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973计划“基于贵金属替代的新型动力燃料电池关键技术和理论基础研究”项目通过验收并获得“优秀”
  www.dicp.cas.cn    发布时间:2017-08-02    供稿部门:305组
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  近日,科技部发布了关于《国家重点基础研究发展计划(含重大科学研究计划)2016年结题项目验收结果的通知》,我所孙公权研究员牵头承担的973计划“基于贵金属替代的新型动力燃料电池关键技术和理论基础研究”项目顺利通过验收,验收结果为“优秀”。本次共验收了190个项目,其中57个项目验收结果为“优秀”。

  该项目于2012年立项,2016年8月结题,在科技部审查了相关技术资料、律师事务所审计了财务支出情况后,项目顺利通过总体验收。项目以新型碱性/高温聚合物电解质膜的创制为突破口,开展了贵金属完全替代和部分替代的电催化剂、有序化膜电极、高能效电堆和一体化系统集成等科学技术研究。阐明了N-C-Fe3CPt基电催化剂“结构—活性”关系,揭示了不同类型活性中心催化剂的催化作用机理,发明了6种贵金属铂完全/部分替代高效催化剂宏量制备方法,其中低铂合金催化剂的性能达到939mA/mgPt,超过美国DOE2017年度技术指标。发展了聚合物电解质介观尺度结构的粗粒化分子动力学模拟方法,提出了可高效促进微观相分离的“自聚集”型聚电解质新结构,在国际上首次制备出离子传导效率与质子相当的氢氧根导体和一系列高性能的碱性膜和高温质子交换膜。构筑了有序化膜电极、高导电耐腐蚀兼具的超薄金属双极板、高一致性电堆以及高比能量系统;建立了基于微观分析的燃料电池内部多相流水热传输模型与基于宏观特性的燃料电池动力系统能量分析模型。在此基础上,研制了国际首例920W贵金属铂完全替代的碱性燃料电池电堆、10kW低铂燃料电池系统和50W直接甲醇燃料电池系统,其中10kW低铂燃料电池系统Pt用量由1g/kW降低到0.33g/kW,电堆比功率由800W/kg提升至1780W/kg。项目累计在国内外申请发明专利187项,授权53项;在国内外学术刊物上发表论文341篇,其中SCI收录323篇。获得国家级奖励2项。培养优秀中青年人才3人,博士后12名,博士61名,硕士86名。 

  上述成果对于降低动力燃料电池成本,摆脱对贵金属铂的依赖,推动新一代燃料电池技术在电动车、分布式发电等新能源产业发展具有重要的科学意义。(文/张哲

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