多孔氧电极结构设计及性能研究

发布时间：2021-12-29 05:56

　　目前,能源危机与环境问题日益严重,改变传统能源结构、开发清洁无污染的能源转换装置具有十分重要的现实意义。质子交换膜燃料电池（PEMFCs）具有能量密度高、反应产物零污染等优点,是一种理想的能源转换装置。PEMFCs通过阴极氧还原反应（ORR）与阳极氢氧化反应（HOR）,在贵金属Pt基催化剂催化作用下,将化学能转化为电能。然而,迟缓的氧还原动力学反应极大地降低了PEMFCs的整体能量转换效率,是限制PEMFCs大规模商业应用的瓶颈过程。此外,尽管氢氧化反应动力学过程相对较快,但制备高纯度原料氢气所带来的成本问题也不容忽视。电解水是一种高效制取清洁氢能源的有效途径。但,即使在性能最优异的贵金属基催化剂RuO₂催化作用下,阳极氧析出反应（OER）的动力学过程依然迟缓,严重降低了电解装置的整体能量转换效率。基于上述问题,本论文主要围绕开发高效、稳定的氧电极催化剂展开。（1）传统Pt/C催化剂的孔道由颗粒紧密堆积产生的间隙构建而成,孔道空间排布不规则,能够用于传质的孔体积有限,容易水淹造成气体传输不畅,严重降低贵金属Pt的使用效率。基于此,以二氧化硅光子晶体为硬模板,以嵌段... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

质子交换膜燃料电池的主要部件图1.1（a）双极板；(b)密封垫；(c)气体扩散层；(d)催化层；(e)质子交换膜

NaCl重结晶固形热解法Fig.1.5ShapeFixingviaSaltRecrystallizationMethod

有序大孔-介孔Pt/C制备流程图


本文编号：3555530