納米多孔貴金屬合金的制備及其氧還原性能研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)作為汽車系統(tǒng)和便攜式電子產(chǎn)品領(lǐng)域的一種替代能源，表現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛質(zhì)。質(zhì)子交換膜燃料電池陰極氧還原反應(yīng)(ORR)對(duì)于實(shí)現(xiàn)理想的能源輸出和使用壽命意義重大。目前商業(yè)化使用的陰極催化劑是Pt/C催化劑。但是，它的過電位比較高，質(zhì)量活性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意，而且該材料的催化耐久性特別差，通常經(jīng)歷長期的電位掃描之后，它的電化學(xué)表面積(ECSA)就會(huì)明顯降低，這主要是由于碳載體的腐蝕、Pt納米顆粒的溶解/聚集/Os

2、twald熟化等造成的。眾多的研究已經(jīng)提出電催化劑的穩(wěn)定性是燃料電池商業(yè)化必須解決的問題之一。另外，當(dāng)陽極的甲醇滲透到陰極時(shí)，質(zhì)子交換膜燃料電池的能量效率將會(huì)大大降低，因?yàn)殂K基催化劑通常具有較高的甲醇電催化活性。因此，陰極催化劑具有較高的耐甲醇性也是至關(guān)重要的。
　　 為了進(jìn)一步提高氧還原催化性能，降低催化劑的成本，以及提高催化劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及耐甲醇性，我們通過一種去合金化的方法，成功制備了三種不同組分比例的PdCu合金，以及具

3、有雙孔徑分布的多層次的PtCu(HNP-PtCu)合金。去合金化法制各納米多孔金屬具有一些優(yōu)勢(shì):它具有良好的電子傳導(dǎo)性，無粒子聚合，金屬表面潔凈，且重現(xiàn)性好，制備簡單。所制備的樣品表現(xiàn)了一種三維雙連續(xù)的納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與商業(yè)的Pt/C催化劑相比，NP-Pd50Cu50具有較好的耐甲醇性以及較強(qiáng)的氧還原催化穩(wěn)定性。HNP-PtCu合金具有明顯提高的氧還原催化性能，較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)它的質(zhì)量活性也大大提高