質(zhì)子交換膜燃料電池抗CO電催化劑的研究.pdf

1、PtRu/C催化劑是目前應(yīng)用最廣泛的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)抗CO陽極電催化劑，但其性能仍不能滿足PEMFCs商業(yè)化的要求。本論文從載體、活性組分和制備方法等三個(gè)方面對(duì)PEMFCs抗CO電催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 首先，以多壁碳納米管(MWCNTs)為載體制備了PtRu/MWCNTs催化劑，利用N2吸附、TEM、XRD、ICP、FTIR和TPD-MS等多種表征手段，深入研究了載體經(jīng)不同濃度H2O2處理以及制備催化劑所用溶

2、劑(乙二醇和水)對(duì)催化劑的擔(dān)載量和粒子分散性以及電池抗CO性能的影響，首次提出了溶劑極性和碳納米管表面化學(xué)相結(jié)合是最重要的影響因素，并通過直接測(cè)量載體在溶劑中的潤(rùn)濕熱以及載體表面含氧官能團(tuán)進(jìn)行了驗(yàn)證。 其次，開發(fā)了微波輔助乙二醇還原并熱處理的方法制備了PtRuIr/C和PtRuNi/C催化劑。CO溶出伏安、單電池評(píng)價(jià)和陽極進(jìn)出口氣體氣相色譜分析等測(cè)試表明，兩者具有很高抗CO氫氧化活性。在與采用相同方法制備的PtRu/C催化劑對(duì)比

3、的前提下，詳細(xì)研究了加入Ir和Ni對(duì)催化劑粒子形貌、粒子大小和分布、組成均勻性以及體相結(jié)構(gòu)等的影響，在此基礎(chǔ)上結(jié)合XPS表征深入探討了催化劑結(jié)構(gòu)-性能的關(guān)系，并提出了催化劑性能增強(qiáng)的機(jī)理。 此外，本論文還開發(fā)了簡(jiǎn)單、低成本且完全水相的真空浸漬法制備PtRu/C催化劑，考察并優(yōu)化了制備過程中的若干因素，對(duì)該催化劑進(jìn)行的CO溶出伏安、單電池評(píng)價(jià)以及陽極進(jìn)出口氣體氣相色譜分析等測(cè)試表明，利用這個(gè)方法制備的PtRu/C催化劑具有高于商品