纳米材料赋能燃料电池-百灵威

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。其具有高效的能量转换、燃烧过程无污染物和CO2排放、模块化设计带来的低维护成本、广泛的燃料来源、长续航里程以及快速的加氢时间等优势，被视为未来电池技术的终极形态，燃料电池汽车也被认为是环保汽车的终极发展方向。
纳米材料在燃料电池中的多个结构中都有应用，如电极材料、质子交换膜、催化剂层、气体扩散层等，不仅提升了电池的性能，还降低了成本，增强了系统的可靠性和耐用性，为燃料电池技术的商业化发展提供了重要支撑。

纳米材料用于改善质子交换膜性能

为了改善质子交换膜（PEM）的性能，可以将聚合物与一些纳米粒子复合，以下是一些常用的纳米粒子：

品名	CAS	货号
Silicon dioxide nanospheres, Hyaluronica acid,NH2- functionalized,particle size:80-120 nm, 5 mg/mL in ethanol 二氧化硅纳米球	7631-86-9	9020744
Mesoporous silica, 1 mg/mL in ultrapure water, d=50±5nm 介孔二氧化硅	/	9251118
Silica microspheres, 0.2 μm, 2.5% (w/v) suspended in 50% ethanol solution 二氧化硅微球	60676-86-0	964447
Titanium(IV) oxide nanopowder, 99.9%, anatase, particle size: 10 - 25 nm, SSA: 30 m²/g 纳米二氧化钛(IV)	13463-67-7	931313
Titanium(IV) oxide (99.99+%-Ti) PURATREM 氧化钛	13463-67-7	93-2207
Titanium(IV) oxide nanopowder Anatase 纳米级氧化钛，锐钛矿	1317-70-0	22-1400
Carbon nanotubes, single-walled, 95%, reagent grade, diam.: <2 nm, length: 1 - 3 μm 碳纳米管, 单壁式	308068-56-6	977980
Carbon nanotubes, single-walled, 95%, reagent grade, diam.: <2 nm, length: 5 - 30 μm, SSA: 690 m2/g 碳纳米管, 单壁式	308068-56-6	924191
Carbon nanotubes, multi-walled, 99.9%, reagent grade, inner diam.: 3 - 5 nm, outer diam.: 8 - 15 nm, length: 10 - 50 μm 碳纳米管, 多壁式	308068-56-6	983835
Carbon nanotubes, multi-walled, 99.9%, outer diam.: 30-80 nm, length: <10 μm, specific surface area: ≥60 m2/g 碳纳米管, 多壁式	308068-56-6	921389
Zinc oxide nanopowder 氧化锌	1314-13-2	30-1405
Zirconium(IV) oxide, 99%, particle size <0.045 mm 氧化锆(IV)	1314-23-4	993529
Zirconium(IV) oxide, 99% 氧化锆(IV)	1314-23-4	616897

纳米材料用于催化剂层

将纳米材料应用于催化剂层有助于提高燃料电池催化剂层的电化学活性、降低贵金属的使用量、提高催化剂的分散性以及增强燃料电池的稳定性和耐久性。

品名	CAS	货号
Ruthenium on carbon, Ru: ≥5% 钌碳	7440-18-8	917027
Ruthenium(IV) oxide, 99.9%, trace metal basis 氧化钌(IV)	12036-10-1	185182
Platinum on activated carbon, 5% Pt 铂/活性炭	7440-06-4	949544
Palladium Nanoparticles [PdNP: 2-3 nm (Gelatin)] 钯碳	7440-05-3	46-0409
Platinum nanoparticles, 20% on carbon black (surfactant and reactant-free) 铂黑，20％炭黑（表面活性剂和无反应物）	7440-06-4	78-3032
Platinum nanoparticles, 0.2 mg/mL in ultrapure water, d=2-3nm, surface group: —NH2 铂纳米颗粒	/	9251299
Titanium carbide, 97%, reagent grade, nano-ceramic powders 碳化钛	12070-08-5	9073444
Titanium carbide, 99.9% 碳化钛	12070-08-5	592574
Titanium carbide, 99% 碳化钛	12070-08-5	93-2205
Vanadium(IV) carbide, 99.9%, ≤3 μm, metal basis 碳化钒(IV)	12070-10-9	402541
Boron carbide 碳化硼	12069-32-8	040504
Boron carbide, 0.1-1.5 microns (99.9+%-B) 碳化硼	12069-32-8	05-0120
Boron nitride, 99.5%, trace metal basis, ≤45 μm 氮化硼	10043-11-5	976156
Titanium nitride, 99.5%, metal basis, grain size: 1 - 3 μm 氮化钛	25583-20-4	202536
Titanium carbonitride, 99%, trace metal basis, 1 - 2 μm 碳氮化钛	12654-86-3	591723
Graphene, 98%, reagent grade, thickness: 0.55 - 3.74 nm, diam.: 0.5-3μm, layers: <1 石墨烯	1034343-98-0	966627
Reduced graphene oxide 还原型氧化石墨烯	1034343-98-0	940986
Nitrogen doped graphene, 98%, SSA: 100 - 300 m2/g, layers：≤3 氮掺杂石墨烯	1034343-98-0	900324
Carbon nanotubes, single-walled, 95%, reagent grade, diam.: <2 nm, length: 1 - 3 μm 碳纳米管, 单壁式	308068-56-6	977980

纳米材料用于气体扩散层

气体扩散层的材料选择和设计对燃料电池的性能有显著影响。理想的气体扩散层材料应具有良好的电导性、适当的孔隙率、良好的机械强度、疏水性和化学稳定性。通过优化这些材料的组合和涂层工艺，可以进一步提高氢燃料电池的效率和可靠性。

品名	CAS	货号
Carbon nanotubes, multi-walled, as produced cathode deposit 炭黑	308068-56-6	06-0504
Carbon nanotubes, single-walled, 95%, reagent grade, diam.: <2 nm, length: 1 - 3 μm 碳纳米管, 单壁式	308068-56-6	977980
Graphene, 98%, reagent grade, thickness: 0.55 - 3.74 nm, diam.: 0.5-3μm, layers: <1 石墨烯	1034343-98-0	966627

纳米材料或纳米载体材料用于阳极材料与阴极材料

燃料电池的阳极（也称为负极）是燃料电池中氢气氧化（或其它燃料）发生反应的地方，而阴极（也称为正极）是氧气还原反应（ORR）发生的地方。电极材料需要具备良好的电化学活性、导电性、耐腐蚀性和稳定性。在选择电极材料时，需要考虑燃料电池的操作条件、预期的寿命、成本以及燃料类型（如阳极材料需要考虑燃料种类如氢气、甲醇、乙醇等）。以下是一些常用的燃料电池电极纳米材料或者纳米载体材料：

品名	CAS	货号
Ruthenium on carbon, Ru: ≥5% 钌碳	7440-18-8	917027
Ruthenium(IV) oxide, 99.9%, trace metal basis 氧化钌(IV)	12036-10-1	185182
Platinum on activated carbon, 5% Pt 铂/活性炭	7440-06-4	949544
Palladium Nanoparticles [PdNP: 2-3 nm (Gelatin)] 钯碳	7440-05-3	46-0409
Platinum nanoparticles, 20% on carbon black (surfactant and reactant-free) 铂黑，20％炭黑（表面活性剂和无反应物）	7440-06-4	78-3032
Titanium carbide, 97%, reagent grade, nano-ceramic powders 碳化钛	12070-08-5	9073444
Vanadium(IV) carbide, 99.9%, ≤3 μm, metal basis 碳化钒(IV)	12070-10-9	402541
Boron carbide 碳化硼	12069-32-8	040504
Titanium nitride, 99.5%, metal basis, grain size: 1 - 3 μm 氮化钛	25583-20-4	202536
Titanium carbonitride, 99%, trace metal basis, 1 - 2 μm 碳氮化钛	12654-86-3	591723
Graphene, 98%, reagent grade, thickness: 0.55 - 3.74 nm, diam.: 0.5-3μm, layers: <1 石墨烯	1034343-98-0	966627
Graphene oxide, 99%, reagent grade, thickness: 0.55 - 1.2 nm, diam.: 0.5 - 3 μm, layers: ＜3 氧化石墨烯	1034343-98-0	934143
Reduced graphene oxide 还原型氧化石墨烯	1034343-98-0	940986
Nitrogen doped graphene, 98%, SSA: 100 - 300 m2/g, layers：≤3 氮掺杂石墨烯	1034343-98-0	900324
Carbon nanotubes, single-walled, 95%, reagent grade, diam.: <2 nm, length: 1 - 3 μm 碳纳米管, 单壁式	308068-56-6	977980
Titanium carbide, 97%, reagent grade, nano-ceramic powders 碳化钛	12070-08-5	9073444