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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 化学工程
题名: 质子交换膜燃料电池抗氧化催化剂载体的研究
作者: 窦美玲
答辩日期: 2013-05-15
导师: 侯明
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 研究车载工况下PEMFC的衰减机理和高稳定性催化剂载体,对提高PEMFC耐久性具有重要意义。 首先,采用分式结构单池和分布测试手段,研究了动态加载引起的氧化剂供应不足对PEMFC的影响。结果表明,空气化学计量比为0.9时,由于氧传质推动力不足,电池发生反极,靠近阴极出口处电势下降至0V(vs. RHE)以下,发生质子还原反应;氧还原反应主要在阴极入口处进行,导致该区域温度过高,质子交换膜发生局部降解、厚度减薄。 其次,通过硬模板法制备了介孔WO3纳米簇,将其用作抗氧化的阳极催化剂载体。结果表明,WO3具有氢吸脱附特性,使得Pt/WO3具有与Pt/C接近的氢氧化(HOR)活性,并具有较强的抗恒电势氧化能力。在此基础上,制备了WO3与多壁碳纳米管(MWCNT)的复合载体用于PEMFC阴极,所制备的Pt/WO3/MWCNT的氧还原(ORR)催化活性与Pt/MWCNT接近,并表现出优异的电化学稳定性。 最后,制备了比表面积较高(127.7m2 g-1)的介孔SnO2纳米簇作为催化剂载体。结果表明, Pt/SnO2催化剂对HOR具有较好的选择性,作为PEMFC阳极催化剂时,可切断启动/停车氢/空界面形成时的内电流,缓解阴极炭载体腐蚀。进而,通过Sb掺杂SnO2制备了氧化锡锑(ATO)载体,其电导率比SnO2高3个数量级。结果表明,Pt/ATO催化剂的ORR催化活性与商业化Pt/C接近,表现出优异的电化学稳定性。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116804
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窦美玲. 质子交换膜燃料电池抗氧化催化剂载体的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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