環(huán)境污染和能源匱乏問題的日益嚴(yán)峻對高效清潔能源的發(fā)展提出了更高的需求。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）由于其高效率、零排放等特性吸引了越來越多的研究關(guān)注。燃料電池汽車（FCVs）被認(rèn)為是其重要應(yīng)用場景�；谶^去幾十年的研究成果,質(zhì)子交換膜燃料電池性能已基本滿足燃料電池汽車的運行需求。然而,現(xiàn)有Pt基催化劑較低的催化活性帶來的高載量需求使其遠不能滿足燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的成本要求。因此,高性能Pt合金催化劑的研究開發(fā)工作是燃料電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。研究表明,Pt合金的立體結(jié)構(gòu)和元素分布對其催化性能起決定性作用。因此,本文利用高溫?zé)嶙⑸浞ㄖ苽淞艘环N新型的“三明治”結(jié)構(gòu)正二十面體Pt_2.1Ni合金催化劑,并通過對該顆粒生長過程中不同階段中間產(chǎn)物的表征,研究了顆粒的生長機理并構(gòu)建了生長模型。最后,本文從“構(gòu)-效”關(guān)系入手,研究了其微觀結(jié)構(gòu)和氧還原性能之間的影響。主要研究成果及結(jié)論如下:1)本文制備的正二十面體Pt_2.1Ni納米顆粒形貌均勻,平均粒徑為9.45nm,表面為催化活性更高的Pt（111）晶面。Pt_2.1Ni納米顆粒具有“富鉑... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）組成及結(jié)構(gòu)示意圖

年 Pt 價格及新型催化劑性能模擬的大批量生產(chǎn)（500000 單位率為 80-kWnet 質(zhì)子交換膜燃料電池的成本[8]eled cost of an 80-kWnet PEM fuel cell system based on projectiomanufacturing (500,000 units/year)[8]分為陽極和陰極催化兩部分。以氫氣為燃料時，PEM（HOR）反應(yīng)，當(dāng)以 Pt 為催化劑時，較低的鉑載量（反應(yīng)的動力學(xué)需求[9-10]。然而陰極進行的氧還原反action，ORR）因其高度不可逆性[11-13]，及較高的過電需要較高的 Pt 載量。僅陰極所需要消耗的鉑催化劑總體鉑用量的 90%左右。DOE 的研究報告指出，若產(chǎn)業(yè)化中達到與燃油車有競爭力的水準(zhǔn)，其體積功率達到 3.1kW/L、2.1kW/kg，而其成本要從現(xiàn)在的 53$

Pt 價格及新型催化劑性能模擬的大批量生產(chǎn)（500000 單位/年）條件下80-kWnet 質(zhì)子交換膜燃料電池的各年成本[8]eled cost of an 80-kWnet PEM fuel cell system based on projection to highmanufacturing (500,000 units/year)[8]燃料電池催化劑研究現(xiàn)狀化應(yīng)用降低成本的角度考慮，評價 ORR 催化劑最重要的三個

【參考文獻】：
博士論文
[1]新型載體Pt基高性能燃料電池催化劑的制備與性能研究[D]. 王超楠.上海交通大學(xué) 2015



本文編號：3100299