基于導電陶瓷的燃料電池催化劑及耐久性研究.pdf

1、目前質子交換膜燃料電池(PEMFC)主要使用的是碳擔載Pt或Pt基催化劑，然而傳統(tǒng)炭黑擔體在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)化進程。本論文制備了以高抗氧氣化性納米導電陶瓷為擔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。得到如下結論：
　　 1)納米陶瓷SiC和ZrO2

2、-C復合擔體具有良好的電化學穩(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)其電化學穩(wěn)定性要好于傳統(tǒng)的碳擔體XC-72；
　　 2)通過乙二醇方法成功的將納米Pt顆粒擔載到陶瓷基擔體表面，經過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)經過半循環(huán)加速實驗測試，發(fā)現(xiàn)制備的基于導電陶瓷的催化劑具有良好的電化學穩(wěn)定性，通過TEM分析加速后Pt/C催化劑中的Pt顆?；旧蠌奶紦w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體表面，Pt顆粒的團聚現(xiàn)象遠低于傳統(tǒng)的P