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学科主题物理化学
动态工况下PEMFC阴极催化剂稳定性的研究
周志敏
2011-07-04
导师衣宝廉 ; 邵志刚
专业化学工程
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要动态工况下催化剂的衰减问题是困扰质子交换膜燃料电池(PEMFC)实现商业化的重 要问题之一,研究动态工况下催化剂衰减的机理,探索解决对策,从材料的角度提高催化 剂的稳定性,具有重要的学术和工程意义。 本文首先通过对多个全电池寿命测试实验和半电池寿命测试实验的数据进行总结和 数学分析,发现无论是在半电池体系或全电池体系,催化剂在动态工况下的衰减行为都接 近于指数衰减规律。为半电池体系下的加速寿命测试方法提供了理论依据,有利于提高催 化剂开发工作的效率。 然后,通过半电池加速寿命测试方法,对活性组分尺寸不同的三种Pt/C 催化剂的衰减 情况进行了深入的研究。发现对于Pt/C 类型的催化剂,氧还原能力的衰减是由ECA 的衰 减和单位ECA 氧还原能力提高综合作用的结果。因为Pt 颗粒粒径尺寸小的催化剂的ECA 衰减速度更快,衰减的程度更大,所以整体性能的衰减速度更快。 最后,对Pt-Pd/C 催化剂和壳聚糖修饰的碳纳米管担载的Pt/MWCNT-CHI 催化剂进行了 活性和稳定性的考察。发现在活性组分中引入Pd 后,在不降低氧还原活性的前提下,可以 提高催化剂的稳定性,原因可能是Pd 的加入提高了催化剂抗氧化的能力。通过研究壳聚糖 无损修饰碳纳米管的制备工艺条件,成功将碳纳米管担载Pt 的含量提高到了50%和70%。 并且,相比于Pt/MWCNT 和商业化Pt/C 催化剂,这种催化剂具有较好的活性和稳定性。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116530
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
周志敏. 动态工况下PEMFC阴极催化剂稳定性的研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.
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