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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: 燃料电池低Pt膜电极材料及微结构的研究
作者: 张长昆
答辩日期: 2014-05-19
导师: 俞红梅
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: 本论文将针对传统MEA的不足,致力于设计并制备新一代低Pt担量、高性能的MEA材料与结构。以有序二氧化钛纳米管阵列(TNTs)为载体,Ni置换还原得到Ni@Pt-TNTs复合电极,该电极的稳定性优于商业化Pt/C催化剂。首次将TNTs载体应用于全电池研究。随后,针对TNTs电导率低的缺点,采用高纯H2退火处理TNTs(H-TNTs)。高纯H2退火后增加了H-TNTs内的氧空位和OH基团,与空气退火处理相比,H-TNTs电导率提高约1个数量级。以H-TNTs为有序载体,分别采用脉冲电沉积和甲醇还原法制备出具有高活性和稳定性良好的有序复合电极。再次,通过PECVD技术掺杂C进一步提高了TNTs的电导率,电导率约为300 S cm-1。所得C-TNTs-Pt电极在0.85 V时质量比活性为0.44 A mg Pt-1,以此电极实现了有序超薄催化层的制备,催化层厚度为230~350 nm。并基于制备的有序超薄催化层建立2D对称模型。以实现纳米薄层催化层制备为目标,首次采用β-FeOOH和Co-OH-CO3两种有序阵列结构,成功得到纳米薄层催化层。催化剂在阵列上呈取向性生长,随担量增加取向性更加明显,并呈现微观有序的小晶须结构。以Co-OH-CO3有序结构制备的纳米薄层催化层厚度约为300 nm,最高功率密度为475 mW cm-2,即11.0 kW gPt -1。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119929
Appears in Collections:中国科学院大连化学物理研究所_学位论文

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张长昆. 燃料电池低Pt膜电极材料及微结构的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2014.
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