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《質(zhì)子交換膜燃料電池用催化劑碳載體對比.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、質(zhì)子交換膜燃料電池用催化劑碳載體對比周紅茹唐厚聞陳雪松(上海汽車集團股份有限公司新能源和技術(shù)管理部，上海201804)邵志剛秦曉平(中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所燃料電池工程中心，大連116023)【摘要】選擇3種碳載體采用乙二醇回流法制備Pt／C催化劑，通過BET對碳載體進行孑L徑分析，通過TEM對催化劑的形貌和粒徑進行表征，采用電化學(xué)方法比較了不同碳載體制備催化劑的催化活性。結(jié)果表明：3種碳載體中$770孔徑集中在2～3nm，Pt／S770催化劑的電化學(xué)活性面積最高，達到75．6m／g，較適宜作為PEMFC催化劑的載體碳材料?！続bstract】ThePt／Ccatal
2、ystsarepreparedfromthreedifferentcarbonsuppo~susingthegly—colrefluxmethod．ByBETanalysis，theporositiesofthecarbonsuppo~sareanalyzed，andthestruc-tureandmorphologyofeachcatalystischaracterizedbyTEM．Catalyticactivitiesofcatalystspreparedfromdifferentcarbonsuppo~saretestedbytheelectrochemicalm
3、ethod．Theresultsshowthatamongthethreekindsofcarbonsuppo~s，Pt／S770showsthehighestelectrochemicalactivityareaof75．6m／g．withaporesizeof2～3rim．Itissuggestedthatthismaterialisapromisingcandidatetobeusedascarbonsuppo~forthePEMFCcatalyst．【關(guān)鍵詞】碳載體質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．07．0
4、2較，篩選更適宜作為載體的碳材料。0引言1碳材料的篩選質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)作為一種高效的能源轉(zhuǎn)換裝置，近年來受到了廣泛關(guān)注?。然高載量的Pt基催化劑，對碳載體比表面積有而高成本及較短壽命制約其商業(yè)化發(fā)展。催化劑一定要求。為制備分散性優(yōu)異的催化劑，分別選性能的降低被認為是導(dǎo)致燃料電池性能下降的一用了比較常用的VulcanXC72活性炭(理論比表個原因，在PEMFC工作條件下，易造成碳載體腐面積為250m／g)，及兩種高比表面積碳粉，分別蝕’，使得Pt從載體表面脫落，導(dǎo)致催化劑形貌為ENSACO350G炭黑(理論比表面積為770m／g。。發(fā)生變化，更嚴重時會導(dǎo)致催
5、化層結(jié)構(gòu)的坍塌』。，下文簡稱$770)及$560(理論比表面適宜的燃料電池催化劑載體應(yīng)具有較大的比表面積為560m／g)，對此3種碳材料做了比表面積及積、良好的導(dǎo)電性、合理的孔結(jié)構(gòu)等特點J。所以孔分布測定，并對制備的鉑碳催化劑電化學(xué)表面采用不同的碳材料作為載體制備催化劑進行比積進行了分析和比較。收稿日期：2013—04—16·6·上海汽車2013．072試驗部分3結(jié)果和討論2．1催化劑制備3．1碳載體的子L徑分布試驗采用乙二醇回流法，分別制備了Pt擔(dān)載通常認為，適宜的燃料電池催化劑載體應(yīng)具量為50％的Pt／XC72、Pt／S560、Pt／S7703種催化有較大的比表面積、
6、良好的導(dǎo)電性、合理的孔結(jié)構(gòu)劑。具體為：將3種不同碳載體分別與乙二醇混等特點。首先對3種碳載體的比表面積和孔徑分合超聲攪拌至均勻，逐滴加入適量的氯鉑酸溶液布進行測試，如表1、圖1所示。從圖1(a)可以看(7．4mgPt／mL)攪拌，再用NaOH溶液(2moWL)出$770及$560的孑L體積遠遠大于VulcanXC．72調(diào)節(jié)pH值>12；然后在油浴(溫度為130oC)中加碳粉；從圖1(b)可以看出，$770載體的孔徑主要熱，并在N：保護下進行回流3h，之后自然降溫；集中在3．3～4．4am，$560載體的孔徑主要集中再進行離心分離，去離子水洗滌直到洗滌清液中在10nm左右，
7、而VulcanXC一72碳粉無特征孔徑用硝酸銀檢測不含有C1一空干燥后即制得催化分布。劑樣品。1．O2．2電化學(xué)測試0．8電化學(xué)測試采用三電極體系。工作電極為0．6O．4涂有催化劑樣品的玻碳電極，對電極為Pt，參比彗0．2電極為飽和甘汞電極。電解液溶液為0．5MO11O100HS0溶液，通人高純N去除溶液中的O，用恒孔徑／nm溫水浴對溶液溫度進行控制。循環(huán)伏安曲線的(a)掃描速率是50mV／s，電位范圍為0．2～1．2VVS圖1不同碳載體的孔徑分布RHE。BET比表面積及孑L分布測定：載體的比表面表1不同碳載體的比表面積及孑L
