【摘 要】
:
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有清洁、高效等优点,是一种理想的汽车动力电源.然而,由于其阴极氧还原反应(ORR)速率缓慢,需要使用大量的Pt基催化剂,导致燃料电池成本居高不下,严重
【机 构】
:
中国科学院大连化学物理研究所燃料电池系统与工程实验室; 中国科学院大学; 青岛科技大学化工学院生态化学工程国家重点实验室基地;
【基金项目】
:
supported by the National Major Research Project(2016YFB0101208);the National Natural Science Foundation of China(21576257);the Natural Science Foundation-Liaoning United Fund(U1508202);the Strategi
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有清洁、高效等优点,是一种理想的汽车动力电源.然而,由于其阴极氧还原反应(ORR)速率缓慢,需要使用大量的Pt基催化剂,导致燃料电池成本居高不下,严重制约了PEMFC的商业化发展.将Pt与过渡金属Fe, Co, Ni等形成合金,对表面Pt原子的几何结构和电子结构进行调变,可以有效提高催化剂的活性,实现Pt用量和燃料电池成本的降低.但是目前合金催化剂多采用溶剂热、浸渍-高温退火等制备方法,使用有毒有害试剂和难清洗的表面活性剂,且过程复杂、能耗高,不利于大规模化生产.此外,合金中过渡金属占比高,在燃料电池工况下,大量过渡金属溶解,加速了膜的降解,导致实际PEMFC性能的降低.对此,我们探索了一种简便有效的方法制备高活性、高稳定性的碳载Pt-Co催化剂.在没有添加表面活性剂的情况下,采用硼氢化钠辅助乙二醇还原法合成了具有超小尺寸和均匀分布的Pt-Co纳米颗粒,后续酸刻蚀处理去除不稳定的Co原子,重组双金属纳米颗粒的表面结构形成富Pt壳层,进一步提高了催化剂的活性和稳定性.通过电感耦合等离子体、X射线粉末衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、高角环形暗场-扫描透射-元素分布及光电子能谱等物理表征证实了微量Co改性的碳载超细铂合金纳米颗粒的组成和结构.进一步对催化剂进行旋转圆盘电极和单电池测试,结果表明, Pt36Co/C具有明显高于商业化Pt/C的有效电化学活性面积和电池性能.此外,加速衰减测试和衰减前后的电镜图片表明, Pt36Co/C催化剂的稳定性相较于Pt/C亦有所增强.分析Pt-Co/C催化性能提高的原因,主要归于以下三点:(1)催化剂纳米颗粒在载体上分布均匀,且具有超小的粒径尺寸,提供了大量的三相反应界面位点;(2)双金属配体和电子效应的协同作用,降低了氧化物质在催化表面的吸附能力,加速了ORR的电催化动力学;(3)酸蚀刻导致的不稳定Co的溶解及催化剂表面结构的重排,形成了富Pt壳层结构,有利于提高催化剂的稳定性.这种简单有效的合金制备方法可以在电催化领域推广使用.
其他文献
电力电子技术的发展,让电力系统变为一个多传感器系统;而通信技术的发展,又令电力系统在多传感器系统的基础上升级为一个物联网系统。在即将到来的5G时代,物联网必将迎来新一
积极的情感是学生认识活动的“能源”和“发动机”,语文课堂是一块情感共鸣的教育艺术园地,本文从情感教育的特点出发,针对提高语文课堂教学质量的情感教育策略进行了简单阐述。
目的:原子吸收光谱法测定注射用双黄连中总钾的含量。方法采用火焰原子吸收光谱法测定注射用双黄连中总钾的含量。结果:钾元素在0.1~0.6mg/L范围内,读数与其浓度呈良好线性关系,平均
目的探讨盐酸丙帕他莫预防全麻拔管期应激的有效性和安全性。方法全麻下行妇科腹腔镜手术60例患者分为观察组和对照组。观察组在手术结束30min前给予盐酸丙帕他莫静脉滴注,对
都市畜牧业要不要发展、能不能发展、如何可持续发展?这是当前都市畜牧业产业发展绕不过的三个战略问题。结合上海都市畜牧业的典型个案研究,从功能定位与发展路径两个视角回
矿产资源是我国经济发展的支柱,而溶浸采矿是开发低品位难处理矿石资源的有效途径。由于矿堆的低渗透性问题,制约了溶浸采矿技术的推广应用,因此,开展强化低渗透性矿堆渗流的
营销一直以来都是制约商业健身俱乐部良性发展的关键性因素,在"互联网+"时代,借助和依靠网络技术、电子商务、移动智能等现代化的方式来进行商业健身俱乐部的营销活动是发展
<正>汇百川是一家专业从事烫金纸、弧度硅胶版、机械、工程的实业公司。汇百川人一路走来,凭借自己的努力,很快在塑胶、视窗面板、玻璃、金属、陶瓷等材料的加工上占有一席之
为研究含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性,建立了考虑齿侧间隙的采煤机截割部齿轮系统动力学模型,并确立了模型中啮合刚度和阻尼的函数关系,运用变步长的Runge