質(zhì)子交換膜燃料電池用Pt合金催化劑的研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是以質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，具有工作溫度低，功率密度高，無腐蝕性，系統(tǒng)堅固耐用等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。迄今為止，PEMFC的有效催化劑仍以Pt為主。由于PEMFC對燃料氣中CO非常敏感，即使痕量的CO也可造成Pt催化劑中毒而催化性能下降。一般采用引入其它金屬元素來解決Pt催化劑CO中毒問題，研究較多的為Pt-Ru/C催化劑。
　　 本文提出采用反膠束法來制備Pt-Ru/C催化劑，對該方法制備Pt-

2、Ru/C催化劑的工藝進行了研究。重點研究了表面活性劑種類、水與表面活性劑的摩爾比、金屬元素還原的順序、還原劑的種類和反應(yīng)溫度等多種因素對Pt-Ru/C催化劑的物化性質(zhì)及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，采用SDS為表面活性劑，固態(tài)KBH4為還原劑，分步負(fù)載還原的順序，在水和表面活性劑摩爾比為9，溫度為60C時制備的Pt-Ru/C催化劑，具有金屬載量高(達(dá)到實驗設(shè)定值的90％以上)、顆粒粒徑小(3-5 nm)、合金度好、分散性好、電催化性能及抗

3、CO中毒性能較佳等優(yōu)點。采用優(yōu)化好的工藝條件，向Pt-Ru/C催化劑中摻雜Fe、Cr和Ni金屬元素制得三元催化劑。研究表明，三種元素的催化劑在Pt-15％、Ru-10％、M(Fe、Cr和Ni)-5％的含量組成時，不論物化性質(zhì)或電催化性能方面都是最優(yōu)；Ni元素的加入可明顯改善Pt-Ru/C催化劑的抗CO中毒能力。對稀土元素?fù)诫s到Pt/C催化劑中進行了嘗試性研究。結(jié)果表明，Pt-Ce/C和Pt-Eu/C催化劑在電催化性能方面和Pt-Ru/C