催化剂Pt作用下氧气和质子还原反应分析

发布时间：2018-01-25 18:48

  本文关键词： PEM 燃料电池 催化剂 反应机理　出处：《工程热物理学报》2015年12期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：氧气在质子交换膜(PEM)燃料电池阴极的还原反应特性对电池性能有重要影响。本文通过建立电催化剂Pt表面的氧吸附模型,及氢与氧在Pt表面进行的氧化还原反应模型,运用分子动力学方法模拟研究了氢原子与氧在Pt表面的反应机理,分析了温度对氧气还原反应特性的影响。研究发现,氢原子和氧原子在Pt表面初次吸附是整个氧气还原反应的控制步骤;随着温度升高,氧气还原反应的速度加快,但温度不影响氧气还原反应各个步骤中的产物结构。研究结果对加强理解PEM燃料电池反应机理,推动燃料电池的应用具有重要意义。
[Abstract]:The reduction characteristics of oxygen in PEM fuel cell cathode have an important effect on the performance of the fuel cell. In this paper, the oxygen adsorption model on the Pt surface of the electrocatalyst is established. And the redox reaction model of hydrogen and oxygen on Pt surface. The reaction mechanism of hydrogen atom and oxygen on Pt surface was simulated by molecular dynamics method. The effect of temperature on oxygen reduction reaction was analyzed. It was found that the first adsorption of hydrogen atom and oxygen atom on Pt surface was the controlling step of oxygen reduction reaction. With the increase of temperature, the rate of oxygen reduction reaction accelerates, but the temperature does not affect the structure of the product in each step of the oxygen reduction reaction. The results of the study enhance the understanding of the mechanism of PEM fuel cell reaction. It is of great significance to promote the application of fuel cells.
【作者单位】： 沈阳建筑大学交通与机械工程学院;沈阳建筑大学理学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51176131,No.51476107)
【分类号】：TM911.4;O643.36
【正文快照】： 0引言电极反应尤其是阴极氧气的还原反应,对PEM燃料电池的性能有重要影响。近年来,随着PEM燃料电池技术的发展,PEM燃料电池阴极催化层氧化还原反应机理受到了高度关注。Pt是质子交换膜燃料电池目前最常用、最有效的催化剂之一,因此发生在Pt面上的氧化还原反应,成了研究重点之

【参考文献】

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本文编号：1463455