质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备和性能检测

发布时间：2020-12-06 22:02

　　当代工业的迅速发展,使得能源危机日益严重,新能源的开发与应用受到广泛关注。质子交换膜燃料电池是一种新型的能源装置。它具有高能量密度,高能量转换效率和污染物的低排放等特点,可以用作交通工具和便携电子设备上的电源。由于质子交换膜燃料电池采用贵金属做催化剂,成本很高,这使得其不能够被广泛使用。因此低成本、高效率以及高稳定性的质子交换膜燃料电池催化剂的制备成为材料工作者关注的热点。质子交换膜燃料电池的阴极发生氧气还原反应,质子交换膜燃料电池的阴极催化剂即为氧气还原反应催化剂。铂是活性最高的纯金属氧还原催化剂,而铂与一些过渡金属形成合金可以大大提高其氧还原催化活性。本课题采用以葡萄糖做还原剂,淀粉做分散剂的绿色合成方法来制备铂钯合金纳米粒子,并将合成之后的Pt-Pd纳米粒子负载在活性炭上,得到用于氧还原反应的催化剂Pt-Pd/C。对制备纳米粒子的反应溶液使用UV-Vis光谱进行了检测,用这种方法来分析溶液中的离子变化,根据UV-Vis光谱确定铂离子和钯离子被完全还原成原子所需要的时间。实验对比了不同浓度的葡萄糖溶液对金属纳米粒子合成的影响,葡萄糖浓度越大,反应速度越快。用两种不同相对分子质量的淀... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１质子交换膜燃料电池的工作示意图??质子交换膜燃料电池可Ｗ作为交通工具和便携电子设备上的电源，它具有??

Ｐｔ３Ｍ（ｌｌｌ）表面的半波电位远远高于Ｐｔ（ｌＷ表面的半波电位和多晶钻表面的??半波电位，Ｐｔ３Ｎｉ（ｌｌｌ）表面的半波电位比多晶怕表面的半波电位高ｌＯＯｍＶｔＷ，如??图１．２?（ｂ）所示。用７００‘Ｃ处理的碳负载ＰｔｓＣｏ合金催化剂的ＯＲＲ曲线的半波??电位高于用４００’Ｃ处理的碳负载化０）合金催化剂的ＯＲＲ曲线的半波电位，用??４００’Ｃ处理的碳负载ＰｔｓＣｏ合金催化剂的ＯＲＲ曲线的半波电位商于Ｐｔ／Ｃ催化細，??如图１．２?（Ｃ）所示。ＷＰｄ为核的Ｐｄ－Ｐｔ树突状结构纳米催化剂的ＯＲＲ曲线的半??波电位髙于最先进的Ｐｔ／Ｃ催化剂，如图１．２?（ｄ）所示。在电压为０．９?Ｖ?（ｖｓＪｌＨＥ）??时，基于钻的质量来比较催化剂的氧还原催化活性，Ｐｄ－Ｐｔ树突的氧还原催化活??性是最先进的Ｐ１／Ｃ催化剂的２．５倍，是第一代无载体的拍黑傕化剂的５倍Ｐ１１。??９??

?山东大学硕±学位论文???的加入对贵金属纳米願粒的影响，发现使用稱酸盐缓冲液或ＭＥＳ对金纳米粒子??的形成最有利。使用ＭＥＳ作缓冲剂时，得到的金纳米颗粒的平均尺寸为４?ｎｍ，??使用碟酸盐缓冲液时，得到的金纳米願粒的平均尺寸为１３?使用稱酸盐、??ＭＥＳ或醋酸较对钻纳米粒子的形成最有利。使用稱酸盐作缓冲剂时，得到的轴??纳米颗粒的平均尺寸为１．８?ｎｍ；使用ＭＥＳ作缓冲剂时，得到的钻纳米颗粒的平??均尺寸为１．７?ｎｍ；使用醋酸镑作缓冲剂时，得到的铅纳米颗粒的平均尺寸为１．６??ｎｍ脚。??

【参考文献】：
博士论文
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[2]直接甲酸燃料电池催化剂的设计、制备与性能研究[D]. 王荣跃.山东大学 2012
[3]碳载Pd基纳米催化剂的制备及其对氧还原反应的电催化[D]. 何卫.南京航空航天大学 2011
[4]质子交换膜燃料电池阴极催化剂及电极过程动力学研究[D]. 张云河.中南大学 2004

硕士论文
[1]质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的制备与表征[D]. 娄群.北京化工大学 2012
[2]微波反应法环境友好地制备钯基低铂非铂燃料电池催化剂研究[D]. 罗远来.华南理工大学 2011
[3]碳载钯和钯铂合金纳米催化剂的制备及电催化研究[D]. 朱昱.苏州大学 2008
[4]碳载Pt、Pt基合金和Pd金属纳米粒子的合成及其对甲醇、甲酸氧化的电催化性能研究[D]. 黄思玉.浙江大学 2007



本文编号：2902098