發(fā)布時間：2023-09-18 19:21

　　伴隨著質子交換膜燃料電池(PEMFC)的發(fā)展,商業(yè)化時代的燃料電池進程也在不斷加快。催化劑作為燃料電池的關鍵點之一,面臨著如何提高性能與壽命的課題。同時膜電極(MEA)“水淹”問題也是導致催化劑活性壽命與衰減的問題之一。為了提高燃料電池催化劑的耐久性,本文將從制備憎水性催化劑和制備Pt納米線催化劑兩個方面進行研究,從而提高催化劑的電化學性能以及耐久性。第一部分是通過對碳載體進行氧化處理、對催化劑進行還原處理,并通過循環(huán)伏安法驗證耐久性變化、通過接觸角測量驗證憎水性改變。實驗結果及分析表明,通過對載體進行氧化預處理能夠提升載體的載Pt能力以及耐久性,同時還原處理清除催化劑表面的親水含氧官能團則提升了憎水性。經(jīng)兩千圈壽命測試,通過對催化劑進行憎水性功能化處理,催化劑的壽命要優(yōu)于商業(yè)催化劑。另一部分是通過模板法制備Pt納米線催化劑。首先利用軟模板法來制備Pt納米線,通過透射電鏡我們能夠清晰的看到經(jīng)過軟模板法得到生長良好、長度均一的Pt納米線,說明此方法真實可行。其次利用更為簡單易行的無模板法,我們選擇碳納米管作為催化劑載體制備納米線催化劑。將其與商業(yè)催化劑進行對比,通過循環(huán)伏安測試納米線催化...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 質子交換膜燃料電池簡介
        1.2.1 質子交換膜燃料電池的組成
        1.2.2 質子交換膜燃料電池的工作原理
        1.2.3 質子交換膜燃料電池的發(fā)展
    1.3 質子交換膜燃料電池催化劑簡介
        1.3.1 電催化劑的特點
        1.3.2 質子交換膜燃料電池電催化劑的種類
        1.3.3 電催化劑的制備方法
    1.4 催化劑的載體
        1.4.1 碳類載體
        1.4.2 非碳類載體
        1.4.3 復合載體
    1.5 催化劑的衰減機理
        1.5.1 Pt粒子的溶解流失
        1.5.2 Pt顆粒的長大
        1.5.3 碳載體的腐蝕
    1.6 提高質子交換膜燃料電池催化劑穩(wěn)定性的研究進展
        1.6.1 催化劑優(yōu)化
        1.6.2 催化劑載體優(yōu)化
    1.7 選題意義與研究內容
        1.7.1 課題的研究意義
        1.7.2 課題的研究內容
第二章 耐腐蝕和憎水Pt/C催化劑的制備和電化學表征
    2.1 引言
    2.2 實驗過程
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 碳載體的預處理
        2.2.4 催化劑的制備
        2.2.5 催化劑的還原處理
        2.2.6 物理表征方法
        2.2.7 電化學測試與單電池測試
    2.3 實驗結果與討論
        2.3.1 氧化預處理對載體產生的影響
        2.3.2 不同處理方法對載體親水性的影響
        2.3.3 Pt/C催化劑的測試表征
        2.3.4 單電池測試
    2.4 本章小結
第三章 Pt納米線催化劑的制備方法的研究與性能表征
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 Pt納米線催化劑的制備
        3.2.4 物理表征方法
        3.2.5 電化學測試與單電池測試
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 軟模板合成Pt納米線及條件探索
        3.3.2 軟模板制備催化劑
        3.3.3 無模板法合成Pt納米線催化劑
        3.3.4 無模板法合成Pt納米線催化劑電化學性能測試
        3.3.5 無模板法合成Pt納米線催化劑單電池測試
    3.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3848130