非铂、低铂燃料电池催化剂的研究进展

燃料电池的性能好坏、寿命长短以及成本高低都受到催化剂这一关键材料的制约,近年来人们除了在提高催化剂活性方面做了大量工作以外,在降低催化剂成本方面也做了大量研究推进工作.介绍了燃料电池非铂、低铂催化剂主要体系在低温燃料电池的最新研究进展,提出了燃料电池催化剂面临的挑战.     

PtCr/C-Nafion 膜氧电极的电催化活性

氧还原电催化剂的研究对聚合物电解质膜燃料电池技术的发展具有极其重要的意义。实验表明某些碳载铂的二元合金可以改善聚合物电解质膜燃料电池中氧还原的电催化性能。本工作的目的是考察ＰｔＣｒ／Ｃ作为氧电极催化剂的活性。采用松木碳为载体和水合肼为还原剂,通过化学还原沉积法制得Ｐｔ／Ｃ和ＰｔＣｒ／Ｃ催化剂。通过涂层和热压得到催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极。用电流－电位极化和恒电流放电法研究了催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极的性能。与Ｐｔ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极比较,ＰｔＣｒ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极对氧的电化学还原显示出高的活性。热处理催化剂的活性比未热处理的高。ＸＲＤ分析结果表明,热处理催化剂活性的提高看来主要是由晶格结构改变的结果引起的。     

合金化提高铂在PEMFC氧还原反应中的催化活性

用液相沉积-高温合金化法制备了铂基合金催化剂,用能量散射光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)技术对催化剂的结构进行了研究,并测试了使用此催化剂的质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能,结果表明铂基合金具有面心立方的结构,铂与过渡金属的原子比接近3∶1;制备的催化剂性能优越,具有比纯铂更强的电催化能力,催化剂活性由高到低的顺序是Pt-Cr/C→Pt-Co/C→Pt-Ni/C→Pt/C。讨论了合金元素对催化剂活性的强化作用,认为合金元素的引入减小了Pt-Pt原子间距,降低了Pt的d电子轨道占有率,提高了催化剂的性能。     

非晶态合金催化剂在低温燃料电池中的应用

介绍了非晶态合金作为催化剂在低温燃料电池中应用的情况。由于受工作环境的限制,低温燃料电池对催化剂的要求比较高。从非晶态合金的结构特点出发,分析了其能够作为潜在的高效、长寿命催化剂应用在低温燃料电池中的原因。根据已有的文献,总结了几种低温燃料电池用非晶态合金催化剂的制备方法,并简单介绍了文献中已有的一些非晶态合金在燃料电池中的应用。     

IBS开发高性能高耐久性催化剂

正据报道,IBS纳米研究中心的研究人员发表关于双金属催化剂的最新进展。他们把铂与铁(Pt Fe)合金颗粒分散在氮掺杂的碳壳上,制备出具有良好耐久性以及活性的催化剂。由于纳米颗粒具有高的质量活性,在过去的十年内基于纳米颗粒的电催化剂已经广泛使用。科学家利用各种方法来提高纳米粒子的活性以及比表面积,以使得燃料电池取得商业化突破。Pt Fe纳米分子只有几纳米厚,具有精准的面心立方结构。研究人员对催化剂采用700℃热处理手段形成碳覆盖层,从而使得催化剂     

直接甲醇燃料电池中阳极催化剂的研究进展

甲醇燃料电池的优点和性能很吸引人.甲醇的电化学氧化必须用贵金属或其合金作催化剂.文中综述了甲醇阳极催化剂的研究进展,详细介绍了铂作催化剂时甲醇氧化的催化机理,铂合金和ABO_3型催化剂减少毒害作用的原因.     

聚合物电解质燃料电池中的酞菁催化剂

为了降低聚合物电解质燃料电池(PEFC)的成本,提高直接甲醇聚合物电解质燃料电池(DMFC)中正极催化剂对甲醇渗漏的不敏感性,开发全新的氧还原电催化剂以替代传统的铂(Pt)催化剂的工作正在展开。详细描述了金属酞菁类大环化合物(MPc)代替Pt在PEFC中作为氧还原电催化剂的使用和各种MPc构型及处理方法对氧还原电催化活性的影响。从理论上对MPc的氧还原电催化机理进行了介绍,并给出金属酞菁类化合物在PEFC中作为氧还原催化剂的使用方法。     

温度对电沉积制备Pt-Ni阴极催化剂性能的影响

采用电化学还原法在碳布上电沉积Pt-Ni合金催化剂作为质子交换膜燃料电池阴极。通过循环伏安线性扫描法确定Pt-Ni合金的沉积电位,并在该电位下考察了不同电解液温度下所得催化剂的物理、化学性质及电催化性能。研究表明:在-0.35 V电位下可得到Pt-Ni合金,不同的电解液温度会影响Pt-Ni合金催化剂结构、形貌及组分比,进而影响其催化性能。当电解液温度为50℃时,Pt-Ni合金催化剂具有最佳的催化活性,此时催化剂为较小的球状颗粒,Pt与Ni的原子比接近3∶1,其电化学活性表面积为44.19 m2/g,是电解液温度为70℃下制备的催化剂的1.8倍。适当的温度下电沉积制得的Pt-Ni合金催化剂明显提高了铂对氧还原的催化活性。     

燃料电池铂系和非铂系催化剂的研究进展

随着人们对化石能源和环境的关注度的提高，对能源的需求和要求与日俱增，新能源的开发无疑是目前人们面临的重大挑战之一。燃料电池应运而生，它极大地满足了人们对高性能、高利用率以及具有环境友好型的可再生能源的探求。但目前燃料电池商业化主要受困于其高昂的催化剂成本以及缓慢的阴极氧还原反应。阴极氧还原反应是燃料电池的基本反应，因其具有较高的过电势(300～400 mV)而动力学反应缓慢，故需加入催化剂以提高其反应速率。本文分别从铂系和非铂系两个方面介绍了燃料电池的阴极催化剂，并总结了提高催化剂性能的途径。     

石墨烯用作直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体

直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂是决定电池性能、寿命和成本的关键材料之一。近年来人们主要从提高催化剂活性和降低催化剂成本两个方面出发进行了大量的研究,有力地推动了直接甲醇燃料电池的发展。石墨烯作为一种载体材料能够显著提高催化剂的催化活性和稳定性,引起了人们极大的兴趣。介绍了近几年石墨烯在直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体的进展,并对其在未来的应用进行了展望。     

碱性燃料电池中氢电极催化剂的研究

Ｐｔ是燃料电池中氢氧化所常用的一种催化剂。为了提高Ｐｔ的利用率,充分发挥Ｐｔ的催化性能,制备出高度分散、载量低的Ｐｔ／Ｃ催化剂。研究了Ｐｄ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｌａ对Ｐｔ／Ｃ催化剂的影响,并以各种催化剂制备成电极,测量了电极的极化曲线。发现Ｐｔ－Ｎｉ－Ｌａ／Ｃ是一种很好的氢电极催化剂。     

Cu掺杂的Ce-Zr-O固溶体上甲烷的完全氧化反应(Ⅰ)催化剂制备方法及反应活性

以浸渍法、共沉淀法、柠檬酸溶胶 凝胶法分别制备了掺杂Cu的Ce Zr O催化剂 ,对其进行了甲烷完全氧化反应的催化活性测试 ,并考察了温度、还原预处理、Cu含量、xCe/xZr比等因素对催化剂氧化活性的影响。结果发现 ,共沉淀法、溶胶 凝胶法制备的催化剂性能优于浸渍法制备的催化剂 ;不论采用何种制备方法 ,Cu和Ce的含量均存在一个最佳范围 ;在较低的温度区间 ,还原预处理过程有助于提高催化剂活性 ,在较高的温度区间 ,是否进行还原处理对催化剂活性影响不大     

铂基/石墨烯催化剂在燃料电池中的应用

综述了石墨烯负载不同形貌铂(Pt)基催化剂(如球形、核壳结构、空心球、花状和立方体形)的制备及在质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池及直接乙醇燃料电池等低温燃料电池中的应用进展,并对相关研究的发展进行展望。     

DMFC阳极用Pt基催化剂的研究进展

综述了直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极用单组分催化剂、Pt-Ru、Pt-Sn和Pt-Cr合金等二元催化剂与以Pt-Ru合金为基础的多组分催化剂的研究进展;综述了制备方法、载体及各组分的比例对催化剂催化活性的影响.指出DMFC阳极催化剂将致力于非贵金属催化剂的开发、阳极电极合金组成的研究和催化剂载体的选择.     

DIR-MCFC中催化剂抗碱中毒的研究

总结了直接内重整熔融碳酸盐燃料电池(DIR-MCFC)的碱中毒问题,讨论了内重整催化剂中毒,碱影响催化剂的催化活性等关键问题,从催化剂改良、设置阻碱隔板和优化操作条件等3个方面,论述了DIR-MCFC中催化剂抗碱中毒的研究进展,指出了需要关注的一些关键问题。     

High temperature polymer electrolyte membrane fuel cell

Proton exchange membrane fuel cells(PEMFC)have beenconsidered as a suitable alternative to internal combustion enginesbecause of their high power density,high-energy conversion effi-ciency andlowemissionlevel·However,the current PEMFCtech-nology suffers …     

质子交换膜燃料电池含Pt催化剂的研究

作为质子交换膜燃料电池的主要用催化剂,Pt的研究对质子交换膜燃料电池运用和普及起着至关重要的作用.为此,近年来一系列大量的基于Pt催化剂的不同形貌、不同成分、不同载体的研究大大地推进了Pt催化剂技术的发展.     

钙钛矿型催化剂催化氧化碳黑的活性分析

采用溶胶-凝胶法制备了不同的钙钛矿型催化剂(KVO3、LaCoO3和LaMnO3)，并使用SEM、BET和XRD对催化剂进行了表征测试，其中LaCoO3的比表面积最大。利用热重分析仪对催化剂催化氧化碳黑的活性开展了程序升温氧化实验研究，并用Coats-Redfern方法进行了反应动力学分析。比较3种催化剂的热重曲线发现，在相同的升温速率下，碳黑催化氧化的起燃温度、峰值温度和燃尽温度由低到高排列顺序均为：KVO3相似文献   

La/Mn改性Pd/g-Al2O3催化剂对甲烷催化燃烧的影响

采用浸渍法制备了La、Mn助剂改性g-Al2O3的4种负载钯型催化剂,运用BET、X射线衍射(X-ray diffractomter,XRD等方法对催化剂的结构进行表征,对催化甲烷燃烧活性进行评价。结果表明,过渡金属Mn的掺入提高了对甲烷的活性,但也加快了g-Al2O3向a-Al2O3的相变。稀土金属La的掺入并未提高其对甲烷的活性,但高温焙烧下La的存在抑制了g-Al2O3向a-Al2O3的相变,提高了催化剂的高温热稳定性。在低温阶段,0.5Pd/Mn/Al2O3表现出较好的催化活性,而在高温阶段,0.5Pd/LaMnAl11O19的活性优于其他催化剂。作为CH4的中间产物,在700~820 ℃时,由于PdO→Pd的分解,CO的产量逐渐增加。之后,在催化氧化和均相燃烧的共同作用下,CO的产量急剧减少,接近830 ℃时几乎完全消失。