本文關鍵詞：對電極材料對非貴金屬電催化劑耐久性評價的影響（英文）

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【摘要】：質子交換膜燃料電池(PEMFCs)環(huán)境友好,具有高的能量轉換效率,已受到了廣泛的關注.目前,鉑基電催化劑廣泛使用在PEMFCs中,但鉑的儲量有限,活性低,耐久性差,成本高,急需開發(fā)高性能的非貴金屬電催化劑替代鉑基電催化劑.非貴金屬電催化劑的電化學表征基本上都沿用了鉑基電催化劑的評價體系和方法,不一定適用于非貴金屬電催化劑的表征.本文選用鉑和石墨為對電極考察其對非貴金屬電催化劑在酸性電解質中耐久性測試的影響.當使用鉑對電極時,商業(yè)Pt/C電催化劑的氧還原(ORR)活性隨著耐久性測試圈數(shù)的增加而降低,而非貴金屬電催化劑的氧還原活性在耐久性測試過程中的變化規(guī)律與商業(yè)Pt/C不同,呈現(xiàn)先降低,后升高的規(guī)律.耐久性測試前后的透射電鏡(TEM)分析表明非貴金屬電催化劑經(jīng)過耐久性測試后,在電催化劑表面生長了鉑納米顆粒.高分辨透射電鏡(HRTEM)和能量色散X射線光譜(EDX)進一步證明以鉑為對電極的三電極體系,在進行非貴金屬電催化劑耐久性測試的過程中,非貴金屬電催化劑表面生長了鉑納米顆粒,使得非貴金屬電催化劑的ORR活性在耐久性測試后得到顯著提高.耐久性測試前后,非貴金屬電催化劑氧還原過程的電子轉移數(shù)由3.7變?yōu)?.0,再次證明了耐久性測試過程中鉑顆粒的生成.在三電極電化學體系中,當工作電極發(fā)生陰極反應時,對電極為陽極反應,反之亦然,即在工作電極上發(fā)生的任何電化學過程,都會在對電極上完成相反的電化學過程.在循環(huán)電位掃描過程中,當鉑對電極的電壓高于1.0 V(vsRHE)時,開始發(fā)生鉑的溶解現(xiàn)象,并且當電壓高于1.2 V(vsRHE)時,鉑的溶解量會急劇增加,部分溶解的鉑會擴散到工作電極附近,并在工作電極的非貴金屬電催化劑表面發(fā)生沉積作用.隨著掃描圈數(shù)的增加,沉積的鉑納米顆粒的數(shù)量增加,顆粒變大,從而使非貴金屬電催化劑的表觀ORR活性顯著提高.該現(xiàn)象使得非貴金屬電催化劑在酸性電解質中無法表現(xiàn)出其真實的耐久性.當選用石墨棒為對電極材料時,非貴金屬電催化劑在酸性電解質中的ORR活性不會受到對電極材料的影響.通過考察對電極材料對非貴金屬電催化劑在酸性電解質中耐久性能的影響,可以得出結論,即對非貴金屬電催化劑在酸性電解質中的耐久性測試中,不宜使用鉑對電極,應該使用石墨為對電極材料,以防止對電極材料干擾耐久性測試.
【作者單位】： 大連理工大學化工學院精細化工國家重點實驗室;中國科學院大連化學物理研究所潔凈能源國家實驗室(籌);
【基金】：supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities(DUT15RC(3)001,DUT15ZD225) the Program for Liao-ning Excellent Talents in University(LR2015014) the Liaoning BaiQianWan Talents Program(201519) Dalian Excellent Young Scientific and Technological Talents(2015R006)~~
【分類號】：O643.36;TM911.4
【正文快照】： 1.Introduction Proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)have be-come a focus of intensive research owing to their environmen-tal friendliness and high energy conversion efficiency[1].In PEMFCs,H2 fuel is electrochemically oxidized at the anode side and

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1 于書平;婁群;劉潤婷;韓克飛;汪中明;朱紅;;Cu@Pt/MWCNTs-MnO_2電催化劑的制備及電催化性能研究[J];化學學報;2012年22期

2 李旭光,邢巍,唐亞文,陸天虹;直接甲醇燃料電池陰極電催化劑的研究進展[J];化學通報;2003年08期

3 李青蓮;曲永和;;電化學工業(yè)中電催化劑的活性及其設計的探討[J];陜西化工;1992年03期

4 梁鎮(zhèn)海,孫彥平;鈦基二氧化錳電催化劑的制備及性能研究[J];燃料化學學報;2001年S1期

5 李美霞,林維明;關于電催化劑活性問題的探討[J];化學工程師;1998年03期

6 孫啟梅;陳雨;甄宗晴;金江;陳航榕;張華;;PEMFC Pt-WO_3/C電催化劑的制備與性能表征[J];材料導報;2008年S3期

7 姜艷霞;田娜;周志有;陳聲培;孫世剛;;納米材料電催化進展——電催化劑表面結構調控與性能[J];電化學;2009年04期

8 張麒,李冬青,羅濟文,朱萬仁,陳淵;表面合金電催化劑還原草酸合成乙醛酸的性能研究[J];玉林師范學院學報;2004年03期

9 胡風平;沈培康;;乙醇在碳修飾的二氧化鈦納米管負載的鈀電催化劑上的催化氧化[J];催化學報;2007年01期

10 劉賓;廖世軍;梁振興;;核殼結構:燃料電池中實現(xiàn)低鉑電催化劑的最佳途徑[J];化學進展;2011年05期

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1 趙瑩瑩;楊文勝;;Pd/TiO_2-graphene電催化劑的制備及其性能研究[A];第十四屆全國青年催化學術會議會議論文集[C];2013年

2 夏小蕓;原鮮霞;張慧娟;馬紫峰;;卟啉電催化劑的超聲分散法制備工藝研究[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

3 徐吉靜;王中利;徐丹;張蕾蕾;張新波;;新型鋰空氣電池電催化劑研究[A];第十四屆全國青年催化學術會議會議論文集[C];2013年

4 陳金媛;;TiO_2／碳納米管光電催化劑的制備及性能[A];第四屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術會議論文集[C];2005年

5 劉巖;王遠;高昂;張琳瑋;;高催化活性和高穩(wěn)定性直接甲醇燃料電池電催化劑[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第28分會：綠色化學[C];2014年

6 陳聲培;黃桃;侯曉雯;周志有;孫世剛;;不銹鋼載鉑基電催化劑上甲酸氧化的原位FTIR反射光譜研究[A];全國第13屆分子光譜學術報告會論文集[C];2004年

7 龔云;吳濤;李建;降鵬剛;郝治;師慧芳;林建華;;多金屬氧酸鹽金屬-有機框架充當電解水制氫的電催化劑[A];中國化學會第五屆全國多酸化學學術研討會論文摘要集[C];2013年

8 楊子芹;謝自立;趙鵬程;;直接硼氫化鈉燃料電池用納米級Au/CNTs陽極電催化劑的制備及其單池性能研究[A];第四屆全國工業(yè)催化技術及應用年會論文集[C];2007年

9 王恒秀;李莉;徐柏慶;李晉魯;朱啟明;毛宗強;;質子交換膜燃料電池Pt/C和Pt-Ru/C電催化劑的研制[A];第三屆全國氫能學術會議論文集[C];2001年

10 郭朝中;劉萍;尹偉;陳昌國;;牛奶為氮源制Fe-N_x/C氧還原電催化劑的研究[A];中國化學會第28屆學術年會第10分會場摘要集[C];2012年

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