PEMFC用Pt/C催化剂耐久性的研究进展

总结了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt/C催化剂在长时间运行过程中性能衰减的主要原因及近年来提高Pt催化剂稳定性的方法.性能衰减的主要原因有:Pt在碳载体上的迁移、团聚;Pt纳米粒子的溶解再沉积;Pt中毒及碳载体的腐蚀.选用更稳定的载体和Pt合金化是提高稳定性研究的重点,通过对Pt进行封装也可提高Pt/C催化剂的稳定性.     

PEMFC用Pt/C电催化剂的制备

详细介绍了PEMFC铂基电催化剂五种制备方法 (浸渍法、离子交换法、Bo¨nnemann法、插层化合物合成法及胶体法 )的原理、制备过程以及反应条件对催化剂中Pt颗粒粒径和催化性能的影响。指出浸渍法和离子交换法制备过程简单 ,工艺条件易于控制 ;而Bo¨nnemann法及插层化合物合成法反应条件较为苛刻 ,制备过程复杂 ,适合于小规模的实验室研究。     

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。     

TiO2纳米管掺杂Pt/C催化剂对甲醇电氧化性能影响

利用电化学方法研究了TiO2纳米管掺杂商业Pt/C催化剂(JM公司)对甲醇电氧化性能的影响.通过对不同掺杂量、不同制备方法等研究,利用循环伏安法和恒电位氧化法等手段,表明:掺杂20%TiO2纳米管的电催化剂对甲醇氧化具有较高活性,这可能是由于Pt和Ti之间产生的相互作用,使得甲醇更容易被活化,而二氧化钛本身携带的氧源,更有助于催化氧化甲醇反应的中间产物,减弱了Pt催化剂中毒程度.     

Nafion修饰Pt/C电催化剂的制备与表征

通过在合成过程中引入质子导体Nafion聚合物,制备了Pt/C-Nafion电催化剂。采用热重(TG)、元素分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及电化学方法对该催化剂进行了表征。结果表明,与Pt/C电催化剂相比,Pt/C-Nafion中Nafion聚合物的引入使得电催化剂的分散性有所提高,以Pt/C-Nafion为阴极催化剂的直接甲醇燃料电池阴极催化层中的电化学活性表面积(ECSA)达到23.61m2/gPt,比Pt/C催化剂提高近33.5%。     

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     

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。     

WC对Pt/C催化剂性能的影响研究

研究了碳化钨(WC)对质子交换膜燃料电池用Pt/C催化剂性能的影响,采用还原煅烧法制备得到了WC,将其加入常规Pt/C催化剂中,利用循环伏安作为表征方法,将加入前后的催化性能进行比较。结果显示,随着WC的加入,催化剂在酸性介质中的性能得到有效地改善;在甲醇溶液中的催化过程发生了改变。     

MoOx、WOx对PtRu/C催化剂甲醇电氧化作用的影响

采用甲酸还原的方法制备了PtRu/C催化剂,溶胶-浸渍的方法制备了PtRuWOx /C、PtRuMoOx /C催化剂,通过循环伏安法和电流-电位极化法研究了催化剂对甲醇的电氧化作用。结果表明,MoOx ,WOx 组分对甲醇的电氧化具有促进作用。通过饱和吸附CO溶出电量测定三种电催化剂的电化学表面积,发现MoOx 、WOx 组分对CO无吸附作用,但能有效地催化CO的氧化。     

Pt-TiO_2/C催化剂在高温PEMFC中的耐久性

通过两步法制备了掺杂磷酸的聚苯并咪唑(PBI)高温质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极用的Pt-TiO2/C催化剂.通过对比加速老化实验(AAT)前后电池的输出性能和催化剂形貌,研究了Pt-TiO2/C与Pt/C催化剂在PEMFc中的耐久性.当电流密度为1 000mA/cm2时,AAT导致用Pt-TiO2/C催化剂的单体电池的输出电压降低48 mV,低于用Pt/C催化剂的85 mV.AAT导致Pt/C催化剂的平均粒径由4.8 nm增大到16.9 nm;而Pt-TjO2/C催化剂仅由6/0 nm增大到9.6 nm.     

不同Pt粒径的Pt/C的氧还原活性和稳定性

通过物理、电化学手段,对Pt粒径分别为1.5 nm、2.3 nm和3.3 nm的Pt/C催化剂的活性和稳定性进行了考察.经过500次电势扫描[0.6～1.2 V(vs.NHE)]后,3种催化剂的电化学活性面积(ECA)分别衰减为初始值的15%、19%和25%;扫描电势为0.9 V时,单位ECA的电流密度分别上升为初始值的1.84倍、1.40倍和1.34倍.     

微乳液法制备PEMFC用Pt/C电催化剂

质子交换膜燃料电池(PEMFC)目前大多仍采用Pt/C作为电催化剂,对微乳液法制备Pt/C电催化剂的特点、反应方式、影响因素、研究实例及应用前景进行了综述.     

燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

采用自主开发的乙二醇制备方法对毫克级的实验室级别催化剂的放大制备工艺进行研究。将Pt3Pd/C合金催化剂的单次制备从0.1、1 g到10 g的逐级放大过程中,合金纳米颗粒的尺寸分布与形貌(TEM表征)、晶体结构(XRD表征)与电化学性质(循环伏安扫描与氧还原极化曲线测试),均保持良好的一致性。10 g级别放大制备的Pt3Pd/C在半电池测试中表现出良好的稳定性;在全电池测试过程表现出优于商业Pt/C的电催化性能;在组装的电堆模块及发动机系统表现出优于商业Pt/C电催化活性及稳定性,为车用燃料电池合金电催化剂的批量制备与电堆应用奠定了基础。     

Fe3O4含量对Pt/C电催化剂氧还原活性的影响

研究了Fe3O4含量对Pt/C电催化剂氧还原活性的影响.采用共沉淀和乙酸乙酸预处理等方法制备了Fe3O4和碳包裹Fe3O4纳米粒子,并利用超声喷涂等方法制备了Fe3O4/C-P/C电极.X射线衍射(XRD)、透射电镜((TEM)结果表明:Fe3O4和碳包裹Fe3O4,纳米粒子分布均匀,粒径分别为11.2nm和14.3 ...     

质子交换膜燃料电池催化剂的耐久性研究

燃料电池的耐久性问题是阻碍其商业化应用的一个重要原因阐述了近年来质子交换膜燃料电池催化剂耐久性的研究进展。研究表明,电池长时间运行后,催化剂碳载体会受到腐蚀,Pt颗粒会发生溶解、团聚、烧结。其主要影响因素被认为是:高电势、高温(50～90℃)、低pH(<2)及潮湿的运行环境等。还提出了增强催化剂耐久性的一些方法。