非晶态Pt-CoSn合金上的甲醇电催化氧化

为了研究Pt修饰非晶态催化剂对甲醇电催化氧化行为的影响,采用两步法合成了碳载Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂。使用透射电镜和X射线衍射技术分析了CoSn/C前体和Pt-CoSn/C催化剂的形貌及晶体结构;利用循环伏安法和旋转圆盘电极技术测试电化学性能,比较了Pt/C、PtRu/C和Pt-CoSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性。结果表明,Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂对甲醇氧化有较好的电催化性能,Pt用量显著降低。非晶态CoSn合金具有良好的质子和电子传导能力,提高了Pt对甲醇氧化的电催化活性;Pt-CoSn/C对甲醇电催化的质量活性和稳定性要优于PtRu/C催化剂。     

PEMFC用Pt/C电催化剂制备工艺及性能

采用浸渍还原法制备负载型Pt/C电催化剂,通过制备条件的优化和采用对载体碳材在流动N2气氛中的热处理技术,制备出平均粒径为3.2nm的Pt/C电催化剂;通过TEM测定了Pt颗粒尺寸和粒径分布;通过XRD确定了电催化剂中Pt的晶面分布;通过SEM观察了Pt/C电催化剂在膜电极表面的分布。采用自制单体PEMFC的电流-电压曲线评价了自制Pt/C电催化剂的性能。     

二氧化钛载体在燃料电池上的研究进展

Pt/C催化剂采用碳为载体,但在燃料电池运行的环境下,由于催化剂载体的碳腐蚀导致催化剂电化学稳定性较低,影响了燃料电池的寿命。寻找高稳定性及高导电性的非碳载体是目前燃料电池研究的热点之一。TiO2化学稳定性高,导电性相对较高,而且来源丰富,成本低廉,因此作为碳载体的替代材料,在燃料电池中有潜在的应用。综述了TiO2作为燃料电池催化剂载体的研究进展,并对其作为催化剂载体在燃料电池催化剂研究中存在的主要问题和发展前景进行探讨和展望。     

胶态Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化性能

研究了Pt金属载量为20%的碳载胶态Pt金属催化剂对甲醇的电催化氧化性能,并与E-TEK公司同类型催化剂进行了比较.X衍射光谱(XRD)和透射电镜(TEM)研究显示在胶态Pt/C催化剂中,Pt粒子的平均粒径为3.8 nm,并且具有良好的均一度.电化学研究显示尽管胶态Pt/C催化剂拥有相对较小的电化学活性面积,但对甲醇的电催化氧化性能却明显优于E-TEK公司的Pt/C催化剂,其原因应归结于利用有机溶胶法制得的胶态Pt/C催化剂拥有更合理的平均粒径.     

微波合成Pt-M/C催化剂及其催化性能比较

采用微波多元醇法合成了Pt/C、Pt-M(Fe、Co、Ni)/C电催化剂,通过X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)测试手段对催化剂的微观结构、表面形貌等物理性能进行表征,并对其电化学性能进行了比较。测试结果表明:催化剂均高度分散在Vulcan XC-72碳载体上,Pt/C、Pt-Fe/C、Pt-Ni/C和Pt-Co/C电催化剂的平均粒径分别为:3.4、2.6、2.8、3.1 nm。在室温28℃下测得的电化学性能结果表明:合成催化剂在甲醇中的氧化活性高低顺序为:Pt-Fe/CPt-Co/CPt-Ni/CPt/C,催化剂电催化性的稳定性高低顺序为:Pt-Ni/CPt-Co/CPt-Fe/CPt/C,合成的Pt-M/C电催化剂催化性能均比Pt/C催化剂高,掺入合金Fe、Co和Ni后的Pt-M/C催化剂均具有较好的抗CO中毒的能力。     

PEMFC低负载铂催化剂的研究进展

综述近年来PEMFC阴极低负载铂(Pt)催化剂的研究进展.在保证催化活性和耐久性的前提下,降低Pt含量的低负载Pt催化剂主要包括:核壳Pt基催化剂、Pt-M合金催化剂、不同形态碳载体Pt基催化剂和其他结构催化剂等.揭示不同催化剂通过提高Pt的电化学比表面积、利用金属与Pt的协同作用以及碳载体对Pt的分散作用等提高Pt利用率的机理.     

质子交换膜燃料电池中氢电极和氧电极性能的研究

采用三种活性碳和三种还原剂,通过化学还原得到Pt/C催化剂.将涂在碳布上的Pt/C催化剂在125℃下热压在Nafion膜上,制成氢电极和氧电极,用循环伏安和极化方法研究了Pt/C-Nafion膜电极的性能.结果表明,这种电极的性能主要与活性碳的种类有关,而制备催化剂的还原剂起着次要的作用.对质子交换膜燃料电池的电流-电压性能和放电行为进行了初步研究.     

质子交换膜燃料电池催化剂的稳定性

质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化面临的一个主要问题是电池的耐久性问题,催化剂的稳定性下降是影响其寿命的关键因素之一。从Pt的溶解再沉积,Pt的团聚长大及碳载体的腐蚀等方面探讨了影响催化剂稳定性的主要因素,概述了提高催化剂稳定性的几种研究思路,并对PEMFC催化剂的发展趋势进行了展望。     

交替微波加热法制备Pt/C催化剂的研究

利用交替微波加热法制备了Pt载量高于 40 %的Pt/C催化剂 ,具有制备过程简单 ,方便 ,快速等特点。采用TEM和XRD等分析技术对催化剂进行了表征 ,并对甲醇的电化学氧化性能进行了研究。结果表明 :以本法制备的Pt/C催化剂的Pt颗粒高度均匀地分散于VulcanXC 72碳载体上 ,粒径分布在 2 5～ 5nm之间。由该催化剂制备的电极对甲醇的电化学氧化性能优于E TEK公司的同类产品     

杂多酸改性PtRu/C催化剂的研究

采用金属粒子在载体上的不同负载顺序制备了甲醇电氧化PtRuPMo12/C催化剂.TEM测试结果显示,PMo12能吸附在PtRu表面并在载体表面均匀分布.循环伏安测试表明,与PtRu/C催化剂相比,PtRu/C-PMo12催化剂具有更高的活性和更负的起始氧化电位.计时电流曲线表明,PtRu/C-PMo12催化剂活性衰减较慢,具有较高的抗CO中毒能力.XPS结果表明,在PtRu/C-PMo12催化剂中,Pt主要以零价态存在.     

PEMFC膜电极材料退化的研究进展

对质子交换膜燃料电池膜电极材料的退化行为、降解机理和影响因素进行了综述,认为膜的退化主要原因是:高分子的分解导致膜的电导率下降和膜出现小孔对反应原料渗透.催化层的退化,是由C载体的腐蚀和Pt的电迁移所致.     

Preparation of Pt supported on mesoporous carbons for the reduction of oxygen in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC)

Porous carbon materials (SM-C, HS-C and TM-C) were prepared using commercial colloidal silicas (SM-30, HS-40 and TM-50) and a resorcinol-formaldehyde resin as a removable template and a carbon precursor, respectively. All of the prepared carbons had high surface areas with narrow pore size distributions. In particular, the pore diameter of the carbons could be controlled over a range of mesopore size by the use of an appropriate silica employed as a template. Mesoporous carbon templated using TM-50 had the largest pore size, while that for SM-C, was the smallest. Pt nanoparticles were supported on these mesoporous carbons for use as a catalyst in a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). The crystallite size of the Pt catalyst was found to be closely related to the properties of the corresponding carbon support. A carbon support with a large pore size and a high surface roughness was found to favor the dispersion of Pt crystallite. In a single cell test, the Pt catalysts supported on mesoporous carbons exhibited higher cell performance than that on activated carbon. In particular, the Pt/TM-C catalyst showed the best cell performance among the catalysts tested. In addition to the high surface area of the active metal, the large pore size of the Pt/TM-C appears to have positive effect on the distribution of ionomer, resulting in facile formation of a triple-phase boundary.     

PEMFC碳载体抗腐蚀能力研究

催化剂碳载体的腐蚀会引起催化剂衰减,最终导致PEMFC电池性能下降.在三电极体系中采用动电势扫描和恒电势氧化的方法对XC72、MWNT和石墨化XC72三种碳载体的抗腐蚀能力进行了研究.实验结果表明在三种载体中,石墨化XC72具有最优的抗腐蚀能力,MWNT其次,XC72的抗腐蚀能力最差.试验分析了温度的升高对载体腐蚀的促...     

氧在几种多孔炭材料中的扩散性能

比较了炭涂布的Pt旋转圆盘电极的氧还原反应.研究的多孔炭包括炭黑、炭气凝胶和多壁碳纳米管.实验发现,在炭气凝胶涂布的电极上,氧还原反应的极限电流比其他两种材料大很多,说明氧在炭气凝胶中的扩散速度更快.这很可能是炭气凝胶在燃料电池阴极催化剂载体方面取得优良性能的原因之一.     

PTFE粘结的PEMFC氧电极性能研究

本文研究了PEMFC中氧电极催化剂层内PTFE含量和铂载量对电池性能的影响,并运用TEM和XRD分析了运行一段时间后电池性能衰减的原因。试验发现:1)PTFE含量为30w％时电池性能较好;2)铂载量增加,电池性能改善,但催化剂层过厚会引起传质问题。电池运行后性能略有衰减可能由两个因素引起:1)铂晶粒变大2)氧电极催化剂层防水特性发生变化。     

PEMFC用Pt/CNTs电催化剂研究进展

采用碳纳米管(CNTs)取代导电碳黑合成质子交换膜燃料电池(PEMFC)用电催化剂是近几年来一个新的研究方向。本文从载体的比表面和电化学稳定性两方面对Pt/CNTs催化剂的优势进行了分析,结合现有的研究进展对Pt/CNTs和传统的Pt/C催化剂进行了性能比较,认为Pt/CNTs催化剂是有可能取代传统的Pt/C催化剂、使燃料电池突破价格瓶颈的关键技术之一。同时详细介绍了Pt/CNTs的合成方法与影响因素,并对其需要改进的部分进行了展望。