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直接甲醇燃料电池:高分散高负载铂基电催化剂的制备规律研究

担载型高载量的铂基催化剂被广泛用作直接甲醇燃料电池的阴阳极电催化材料。本论文以探索该类催化剂的制备新方法为主,考察了各种不同制备参数对催化剂金属分散度及形貌的影响,并通过原位及非原位的手段表征了催化剂制备过程中反应体系的变化,从而理解制备过程的反应机理及金属粒子形成、长大及与载体的相互作用机理。在此基础上,比较性的研究了新方法制备的铂基催化剂与同型的商品催化剂的金属粒径、形貌、电化学活性及稳定性。最后还初步探索了Pt-MO_2C/C、Pt-MoP/C及PtRu-MoP/C催化剂作为新型阳极电催化材料的可能性。制备参数的考察结果表明,反应体系的pH值、还原温度、加水量及其顺序、浸渍时间及其光照对多元醇还原法所制催化剂的金属粒径及形貌有较大影响。采用该方法,通过调变制备条件,可将所制催化剂的金属粒径有效控制在各种不同的纳米尺寸。对制备过程的表征结果表明,绝大多数金属粒子首先在溶液相中形成,通过加入沉降剂后,因静电作用而沉降于炭载体的  (本文共179页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电源技术》2017年09期
电源技术

燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

3.新源动力股份有限公司,辽宁大连116024)近年来,随着能源问题和环境问题的日益突出,新能源汽车的研究开发成为了全世界的热点。而以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为动力的燃料电池汽车(FCV)由于具有效率高、行驶里程长、零排放等优点被认为是未来路面交通的理想工具。在国际上,美国、欧盟、日本等都投入了大量的资金与人力对燃料电池汽车进行了深入的研究,使其得到了长足的发展,通用、奔驰、本田、丰田等汽车公司也都已经开发出燃料电池车型,并已经上路运行。尤其是丰田公司于2014年底发售的首款燃料电池汽车Mirai,美国售价仅为5.75万美元,寿命可达5 000 h,标志着燃料电池汽车商业化的开始,但目前燃料电池的成本与寿命仍然是制约其大规模商业化的主要瓶颈。燃料电池的成本高主要因其昂贵的关键材料与核心组件,尤其是Pt催化剂,高的Pt用量及有限的Pt资源更是FCV产业化的主要瓶颈。目前Pt催化剂约占燃料电池电堆材料成本的45%,通过加入其...  (本文共4页) 阅读全文>>

《发明与创新(大科技)》2017年03期
发明与创新(大科技)

国内速递

科技部发布2 0 16年度中国科学十大进展2月20日,科技部发布2016年度中国科学十大进展,“研制出将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料的新型钴基电催化剂”名列榜首。2016年度中国科学十大进展分别是:研制出将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料的新型钴基电催化剂,开创煤制烯烃新捷径,揭示水稻产量性状杂种优势的分子遗传机制,提出基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法,揭示RNA剪接的关键分子机制,发现精子RNA可作为记忆载体将获得性性状跨代遗传,研制出首个稳定可控的单分子电子开关器件,构建出世界上首个非人灵长类自闭症模型,揭示胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理,揭示水的核量子效应。我国创新能力世界排名提升至第18位科技部创新发展司司长许倞在2月16日举行的新闻发布会上表示,目前,国家创新调查制度基本建成,为推动区域创新发展和建设创新型国家提供了重要决策参考。数据显示,我国创新能力世界排名提升至第18位。许倞表示,预计2016年...  (本文共2页) 阅读全文>>

《物理化学学报》2017年08期
物理化学学报

高活性的碱性析氢电催化剂:氮掺杂类石墨烯包覆的钴-钌纳米合金

氢被认为是环境友好的清洁能源,电催化分进一步调控其电子结构,使其成为与贵金属可比解水可以制备高纯氢气,据分析在碱性介质中电的高活性电催化剂仍是一个难题。解水是最有可能实现产业化制氢的技术1–3。一直最近中国科学技术大学陈乾旺教授课题组提以来贵金属都是该领域活性最高的催化剂,然而出了将少量的贵金属钌与过渡金属钴合金化来调昂贵的价格和稀缺性限制了它们的广泛使用。近控其表面N掺杂石墨烯中碳原子电荷分布,进而年来,科研人员持续探索致力于将过渡金属发展提升催化活性的想法,作者设计合成了在碱性介成高活性碱性析氢电催化剂以降低成本,然而很质中具有高催化析氢活性的氮掺杂石墨烯包覆钴多催化剂的活性与贵金属相比仍然还有很大的差钌合金电催化剂,相关结果发表在Nature距。将少量的贵金属与过渡金属合金化是提高过Communications杂志上8。其制备方式采用了一渡金属电催化活性的一个重要途径4,5。此外,N种以金属有机框架化合物为前驱体来制备氮掺...  (本文共2页) 阅读全文>>

《Science China Materials》2017年08期
Science China Materials

波浪型石墨烯作为高效四电子氧气还原反应电催化剂的探索(英文)

INTRODUCTIONOxygen reduction reaction(ORR)is an important processin various fields,such as fuel cell and metal-air batteries[1,2].For example,an ORR catalyst in fuel cell can directlygenerate electricity by electrochemically reducing oxygenand oxidizing hydrogen with water as the only by-product.This energy conversion process is receiving intensive in-terest for its high energy conversion efficiency,pollutionfree,and...  (本文共8页) 阅读全文>>

《化学工业与工程》2017年05期
化学工业与工程

鸡蛋黄热解制备高效双功能电催化剂

氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)和析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)在燃料电池、水电解池和金属-空气电池等电化学能量转化技术中至关重要[1-3],然而ORR和OER缓慢的动力学严重制约了这些电化学装置的能量转化效率[4-6]。铂和铱因其分别对ORR和OER具有较高的催化活性而成为目前最广泛使用的ORR催化剂和OER催化剂,但二者均因储量稀少和成本高昂而妨碍大规模商业化应用[7]。因此,迫切需要发展具有高ORR和OER催化活性的非贵金属双功能电催化剂来取代传统的贵金属催化剂。杂原子掺杂的碳材料(Heteroatoms Doped Car-bon,HDC)对ORR[8-14]和OER[13-14]均表现出较高的催化活性,且具有成本低、耐久性好以及环境友好等优点,被认为是具有广阔的研究和应用前景的新型催化剂[8]。最近的研究表明,生物质热解制备的HDC可对OR...  (本文共6页) 阅读全文>>