氫的燃燒不會產(chǎn)生溫室氣體,沒有臭氧層消耗,很少或沒有酸雨成分和污染。氫氣現(xiàn)在被廣泛認(rèn)為是二十一世紀(jì)潛在能源解決方案的一個關(guān)鍵要素,能夠協(xié)助解決環(huán)境污染,可持續(xù)性和能源安全問題。堿性膜燃料電池（AEMFC）與其它酸性燃料電池必須使用鉑族金屬（PGM）基催化劑相反,在電極上向堿性條件的轉(zhuǎn)移開啟了一系列低成本非貴金屬催化劑的潛在用途。本論文研究了 Pt/C在堿性介質(zhì)中的性能衰減機制,陰離子對堿性介質(zhì)中ORR活性和Pt/C耐久性的影響,合成高ORR活性和高耐久性的PtNi/C合金催化劑。主要內(nèi)容如下:1.將載有Pt/C催化劑的工作電極分別在0.1 M HClO4溶液和0.1 MKOH溶液下進行循環(huán)伏安掃描老化測試6000圈。結(jié)果表明,Pt/C在堿性條件下比在酸性條件下ORR活性更低和耐久性更差。使用動電位氧化和恒電位氧化兩種不同的方法測試Pt/C催化劑的耐久性,結(jié)果說明恒電位氧化的危害性小于動電位氧化,循環(huán)到更高的電位Pt/C催化劑性能衰減更加厲害。2.CO32-,F-,Cl-,Br-和SO42-陰離子對Pt/C的ORR活性的影響可忽略不計。I-,SO32-和S2-在非常低的濃度下對Pt/C的... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１堿性膜燃料電池基本單元的工作示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｎｉｏｎ?ｅｘｃｈａｎｇｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ??

ＯｍＶｓ－１和Ａｒ飽和??電解質(zhì)中記錄循環(huán)伏安法（ＣＶ）曲線。在以１０?ｍＶ?ｓ－１的掃描速率并且工作電極??１６００ｒｐｍ旋轉(zhuǎn)和在０２飽和電解質(zhì)中記錄ＯＲＲ極化曲線。文章中所有電勢都要轉(zhuǎn)??化為可逆氫電勢（ＲＨＥ），通過測定催化劑對氫氣的氧化反應(yīng)來校準(zhǔn)參比電極，??即ＲＨＥ＝ＳＣＥ＋Ｅ，?（Ｅ是通氫氣時，電流為零處的電勢值）。此外，還需進行溶??液補償。??３．３結(jié)果與討論??３．３．１?Ｐｔ／Ｃ的電化學(xué)性能表征??在循環(huán)伏安法（ＣＶ）情況下，電壓以固定速度在兩個值之間掃描（見圖３－１）。??下面記錄的是一個可逆單電極在酸性介質(zhì)中傳遞反應(yīng)的循環(huán)伏安圖，各電勢區(qū)域??所代表的電化學(xué)過程如圖３－１所示。??１?°＇?氧吸附區(qū)，氧析出??０．５－廣Ａ?｜雙電層區(qū)ｉ?，??Ｎ——??�。埃埃А�??Ｉ－?／；??／?ｉ?Ｉ氧化物還原．??－１〇－?ｗ??１?５?Ｉ?，??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??ＥＮ?｛ｖｓ．?ＲＨＥ）??圖３－１?Ｐｔ／Ｃ在０．１?Ｍ?ＨＣｌ〇４中的ＣＶ曲線??Ｆｉｇ．?３－１?ＣＶ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｐｔ／Ｃ?ｉｎ?０．１?Ｍ?ＨＣＩＯ４?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??圖３－２為Ｐｔ／Ｃ在０．１?ｍｏｌ?Ｌ－１?ＫＯＨ溶液中ＣＶ曲線各峰的分析，Ｐｅａｋ?１對應(yīng)??于氫的脫附過程，Ｐｅａｋ?２對應(yīng)于氫的吸附過程，Ｐｅａｋ?３對應(yīng)于Ｐｔ氧化層的形成??過程，Ｐｅａｋ?４對應(yīng)于Ｐｔ氧化層的還原過程。氧化還原峰的距離代表著極化程度，??２２??

?第三章Ｐｔ／Ｃ催化劑在堿性體系中的性能衰減機制???越近越可逆，代表極化程度越小，越接近反應(yīng)平衡。峰尖銳代表反應(yīng)速度，峰越??尖銳，說明反應(yīng)速率越快。??０?８＇?Ａ?＾?Ｐｅａｋ?１?＾?Ｐｅａｋ?３??：ｌ：??－－０．２－?￣＾’??＾?％??§。。：?Ｊ??＜?－０．２－??ｋ／Ｃ＾Ａ??，?Ｐｅａｋ?２?Ｎ?Ｐｅａｋ?４??－１．０?Ｊ?，???，?，?，?，?，?．??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｅ（Ｖ＼／ｓ．?ＲＨＥ）??圖３－２?Ｐｔ／Ｃ在０．１?Ｍ?ＫＯＨ中的ＣＶ曲線??Ｆｉｇ．?３－２?ＣＶ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｐｔ／Ｃ?ｉｎ?０．１?Ｍ?ＫＯＨ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??３＿３．２Ｐｔ／Ｃ在酸性、堿性介質(zhì)中的穩(wěn)定性對比??當(dāng)我們使用ＡＥＭＦＣ替代ＰＥＭＦＣ時，工作條件從酸性轉(zhuǎn)移到堿性。我們??分別用０．１Ｍ?ＨＣ１０４和０．１Ｍ?ＫＯＨ作為電解質(zhì)研究了?Ｐｔ／Ｃ在酸性和堿性條件下的??ＯＲＲ活性。圖３－３顯示了兩種電解質(zhì)中Ｐｔ／Ｃ的極化曲線。在０．１ＭＨＣ１Ｏ４和０．１Ｍ??ＫＯＨ電解質(zhì)中，０．９Ｖ?（相對于ＲＨＥ，以下相同）處的質(zhì)量活性分別為０．２１和??Ｏ．ｌｌｍＡｍｇｐｆ＇ｏ并且在０．１ＭＨＣｌＯ４和０．１ＭＫＯＨ電解質(zhì)中分別計算０．９Ｖ下的??比活性為０．２７和０．１８ｍＡ?ｃｍＰｔ－２。Ｐｔ／Ｃ在堿性條件下的ＯＲＲ活性比在酸性條件中??低，這與先前的研究一致［１１１］。??２３??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑穩(wěn)定性研究進展（Ⅰ）[J]. 尹鴿平,杜春雨,王振波.  電源技術(shù). 2008(03)

碩士論文
[1]Fe3O4改性Pt/C催化劑陰極氧還原活性的研究[D]. 王海麗.大連交通大學(xué) 2010



本文編號：3218515