本文關(guān)鍵詞：聚電解質(zhì)聚二烯丙基二甲基氯化銨在高分子膜燃料電池中的應(yīng)用:從納米顆粒到載體材料（英文）

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【摘要】：高分子膜燃料電池是一類很有發(fā)展前景的可提供可再生能源的裝置,這主要得益于它的零排放、無(wú)毒性和較低的操作溫度.在高分子膜燃料電池的部件中,電催化劑對(duì)于提高輸出能量密度和/或工作壽命起到至關(guān)重要的作用.在過(guò)去的幾十年中,科學(xué)家提出了很多辦法和策略以解決電催化劑的活性和穩(wěn)定性問(wèn)題.盡管基于聚電解質(zhì)的層層自組裝制備膜電極的方法已經(jīng)研究多年,但聚電解質(zhì)在催化劑制備方面的作用仍需更多的關(guān)注.最近幾年,已有很多人將聚電解質(zhì)應(yīng)用于催化劑設(shè)計(jì)制備,其中聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)的研究較為系統(tǒng),因此,本文重點(diǎn)關(guān)注PDDA,目的是總結(jié)出一些有用的信息,以便為該領(lǐng)域未來(lái)的研究發(fā)展提供一些參考.本文收集了一些聚電解質(zhì)在電催化劑納米顆粒和載體材料兩方面應(yīng)用的文獻(xiàn),不僅討論了聚電解質(zhì)在催化劑顆粒粒徑、形貌和組成方面的影響,還總結(jié)了其在修飾載體材料方面的應(yīng)用.最后,本文還展望了聚電解質(zhì)在催化劑設(shè)計(jì)制備領(lǐng)域的發(fā)展.通常,聚電解質(zhì)有三個(gè)主要的特征:(1)在水溶液中容易解離為帶相反電荷的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和離子;(2)長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)中帶有獨(dú)特的官能團(tuán)結(jié)構(gòu);(3)當(dāng)溶液濃度變化時(shí)其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變.因此,聚電解質(zhì)可以在電催化劑層面作為納米反應(yīng)器來(lái)控制金屬納米顆粒的生長(zhǎng),可功能化或摻雜納米顆粒以及載體材料,可以保護(hù)納米顆�；蜉d體不衰減,同時(shí)還可使其他物質(zhì)帶電,利用自組裝方法制備有序的催化劑.然而,相關(guān)研究大都集中于PDDA,因此,其他聚電解質(zhì)還需要進(jìn)一步的系統(tǒng)研究,以便了解聚電解質(zhì)特征、制備的催化劑以及催化性能之間的關(guān)系.PDDA在該領(lǐng)域的研究還需在如下幾個(gè)方面繼續(xù)進(jìn)行.(1)聚電解質(zhì)通常不是電子的良導(dǎo)體,其在催化劑表面的吸附會(huì)造成活性位的損失.盡管已經(jīng)提出一些相對(duì)有效的方法,例如熱處理、化學(xué)洗滌或光降解等,但仍需繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究和提出有效的方法.(2)先進(jìn)的研究手段,如原位觀測(cè)和模擬等還需進(jìn)一步發(fā)展,尤其是研究聚電解質(zhì)在催化劑形成過(guò)程中的功能和影響,這有利于構(gòu)效關(guān)系的研究.(3)目前該領(lǐng)域制備的催化劑大都使用半電池或三電極體系來(lái)評(píng)價(jià),但與實(shí)際的燃料電池裝置有本質(zhì)不同.由于復(fù)雜的工作條件,例如水熱管理、不同組件的界面耦合等,聚電解質(zhì)制備催化劑在膜電極中有可能不能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能.因此,上述催化劑的研究還應(yīng)考慮燃料電池的實(shí)際運(yùn)行情況.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院特種電源研究所;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21276058,21433003) the State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment(Harbin Institute of Technology)(2014DX10)~~
【分類號(hào)】：O643.36;TM911.4
【正文快照】： 1.Introduction Polymer membrane fuel cells(PMFCs)are a promising means of addressing the present challenges of environmental pollution and energy shortages.Both anode and cathode elec-trocatalysts,typically composed of precious metals,are key components

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2 周劍平;上官勇剛;吳強(qiáng);鄭強(qiáng);;聚電解質(zhì)材料——(Ⅱ)工程應(yīng)用研究進(jìn)展[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年09期

3 于立娟;;聚電解質(zhì)研究進(jìn)展[J];上海塑料;2011年01期

4 劉小馳;秦麗;田雨川;余玄機(jī);李莉;郭旭虹;;納米球形聚電解質(zhì)刷的合成及應(yīng)用進(jìn)展[J];功能高分子學(xué)報(bào);2013年03期

5 陳竹生,毛曉光,何元康,王超英,陳立泉;聚電解質(zhì)電性能的研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);1985年05期

6 曾，

本文編號(hào)：1264016