質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）因其具有能量轉(zhuǎn)換效率高、低溫啟動和環(huán)境友好等優(yōu)點,在全世界引起了廣泛的關注。電催化劑是PEMFCs的核心材料,其催化性能直接影響到電池的性能、使用壽命和成本。發(fā)展低成本,高性能的氧化還原催化劑是實現(xiàn)燃料電池商業(yè)化的關鍵。二元無序Pt基合金催化劑是目前應用最廣泛的氧還原催化劑之一,但是在燃料電池運行過程中,仍然存在著穩(wěn)定性較差、催化活性不夠高、賤金屬溶出等一系列問題。為了解決上述問題,本文利用空間限域和高溫界面擴散原理,制備結(jié)構(gòu)有序三元合金,探索合金組成、結(jié)構(gòu)等對催化活性和穩(wěn)定性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,在PtCo二元有序合金的基礎上加入第三種金屬Fe和Ni,不僅能保持其原有的有序結(jié)構(gòu),并且可以進一步調(diào)節(jié)催化劑電子結(jié)構(gòu),提高其催化性能。研究結(jié)果顯示,PtCoFe體系比PtCoNi體系具有更加優(yōu)異的氧還原催化活性和穩(wěn)定性。電化學測試結(jié)果顯示,以PtCoFe-1-0.6（表示催化劑中摩爾比Pt:Co:Fe=1:1:0.6）催化劑有最優(yōu)的氧還原催化活性,在0.9V下其質(zhì)量活性和比表面活性分別為1.43 A/mg_Pt和2.23 mA/cm<... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫氧PEMFC的工作原理示意圖

重慶大學碩士學位論文1緒論61.4氧還原反應催化劑的分類1.4.1Pt/C類催化劑Pt/C催化劑應用廣泛，但因其價格昂貴，并且極易中毒從而失去活性，這嚴重限制了燃料電池商業(yè)化的進程[29]。陳等人[30]采用導電聚苯胺修飾Pt/C，制備出Pt/C@PANI核殼結(jié)構(gòu)催化劑，如圖1.2所示。測試結(jié)果顯示，聚苯胺修飾之后氧還原催化活性得到了明顯增強，Pt/C@PANI催化劑的質(zhì)量活性與比表面活性分別是商業(yè)Pt/C催化劑的1.6倍和1.8倍。圖1.2Pt/C@PANI制備示意圖Fig.1.2ConfigurationofthePt/C@PANICatalystIzumi等人[31]通過加熱和攪拌Pt納米顆粒分散液混合物（IL）和碳載體，再經(jīng)過高溫碳化處理，制備出Pt納米顆粒負載碳電催化劑，如圖1.3所示。電化學測試表明，盡管碳化過程使Pt納米顆粒變大并因此降低了質(zhì)量活性，但比表面活性卻是比商業(yè)Pt納米顆粒電催化劑提高了的4倍多。此外由于Pt催化劑上的納米顆粒被碳化的質(zhì)子離子液體（PIL）/有機鹽（POS）混合物包覆起來，因此催化劑表現(xiàn)出較高的催化性能穩(wěn)定性。圖1.3催化劑制備示意圖Fig.1.3Schematicofcatalystpreparation1.4.2合金類催化劑為了實現(xiàn)燃料電池的商業(yè)化，Pt基催化劑的ORR活性和穩(wěn)定性必須有所提高；

重慶大學碩士學位論文1緒論61.4氧還原反應催化劑的分類1.4.1Pt/C類催化劑Pt/C催化劑應用廣泛，但因其價格昂貴，并且極易中毒從而失去活性，這嚴重限制了燃料電池商業(yè)化的進程[29]。陳等人[30]采用導電聚苯胺修飾Pt/C，制備出Pt/C@PANI核殼結(jié)構(gòu)催化劑，如圖1.2所示。測試結(jié)果顯示，聚苯胺修飾之后氧還原催化活性得到了明顯增強，Pt/C@PANI催化劑的質(zhì)量活性與比表面活性分別是商業(yè)Pt/C催化劑的1.6倍和1.8倍。圖1.2Pt/C@PANI制備示意圖Fig.1.2ConfigurationofthePt/C@PANICatalystIzumi等人[31]通過加熱和攪拌Pt納米顆粒分散液混合物（IL）和碳載體，再經(jīng)過高溫碳化處理，制備出Pt納米顆粒負載碳電催化劑，如圖1.3所示。電化學測試表明，盡管碳化過程使Pt納米顆粒變大并因此降低了質(zhì)量活性，但比表面活性卻是比商業(yè)Pt納米顆粒電催化劑提高了的4倍多。此外由于Pt催化劑上的納米顆粒被碳化的質(zhì)子離子液體（PIL）/有機鹽（POS）混合物包覆起來，因此催化劑表現(xiàn)出較高的催化性能穩(wěn)定性。圖1.3催化劑制備示意圖Fig.1.3Schematicofcatalystpreparation1.4.2合金類催化劑為了實現(xiàn)燃料電池的商業(yè)化，Pt基催化劑的ORR活性和穩(wěn)定性必須有所提高；

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]超細磁性納米線陣列的制備及性能研究[D]. 龔志紅.南京航空航天大學 2010
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本文編號：3344153