基于導(dǎo)電陶瓷的燃料電池催化劑及耐久性研究.pdf

1、目前質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)主要使用的是碳擔(dān)載Pt或Pt基催化劑，然而傳統(tǒng)炭黑擔(dān)體在PEMFC的高氧化條件、高水含量、低pH值(小于1)、高溫(50-90℃)、高電位和高氧含量條件下極易受到腐蝕氧化。碳的腐蝕氧化會造成催化劑的性能衰減，限制了PEMFC的商業(yè)化進(jìn)程。本論文制備了以高抗氧氣化性納米導(dǎo)電陶瓷為擔(dān)體的燃料電池催化劑，研究了其催化活性和耐久性，并探討了穩(wěn)定性機理。得到如下結(jié)論：
　　 1)納米陶瓷SiC和ZrO2

2、-C復(fù)合擔(dān)體具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，在1.2V恒電位加速條件下，SiC并沒有出現(xiàn)明顯的氧化峰說明其沒有被氧化，而ZrO2-C在1.2V恒電位加速48h后發(fā)現(xiàn)其電化學(xué)穩(wěn)定性要好于傳統(tǒng)的碳擔(dān)體XC-72；
　　 2)通過乙二醇方法成功的將納米Pt顆粒擔(dān)載到陶瓷基擔(dān)體表面，經(jīng)過TEM研究發(fā)現(xiàn)Pt顆粒粒徑為～3nm，分散均勻，沒有發(fā)生團聚的現(xiàn)象，與傳統(tǒng)Pt/C催化劑的Pt顆粒粒徑接近；
　　 3)經(jīng)過CV測試，發(fā)現(xiàn)制備的催化劑有

3、良好的催化活性，Pt/SiC/C催化劑Pt/ZrO2-C催化劑的ECSA接近傳統(tǒng)的Pt/C催化劑，而Pt/B4C催化劑的電化學(xué)活性面積要高于Pt/C催化劑，并具有良好的抗CO中毒性能；
　　 4)經(jīng)過半循環(huán)加速實驗測試，發(fā)現(xiàn)制備的基于導(dǎo)電陶瓷的催化劑具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，通過TEM分析加速后Pt/C催化劑中的Pt顆?；旧蠌奶紦?dān)體上脫落并團聚長大，而陶瓷催化劑的Pt顆粒仍有大部分分散在擔(dān)體表面，Pt顆粒的團聚現(xiàn)象遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的P