質(zhì)子交換膜燃料電池Pt-Ru-C催化劑的研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種低溫下工作的燃料電池，具有啟動(dòng)快，功率密度高，安全性好以及能源轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前最有競(jìng)爭(zhēng)力的汽車(chē)動(dòng)力電源之一，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前FEMFC的首選催化劑是Pt/C催化劑。然而由于作為理想氫源的重整氣中含有痕量的CO，會(huì)造成Pt/C催化劑因中毒而催化性能下降。一般采用引入其它金屬元素來(lái)解決Pt/C催化劑CO中毒問(wèn)題，研究較多的為Pt-Ru/C催化劑。 本文提出采用反膠束法來(lái)制備Pt-R

2、u/C催化劑，對(duì)該方法制備Pt-Ru/C催化劑的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。重點(diǎn)研究了工藝路線(xiàn)、表面活性劑種類(lèi)、水和表面活性劑摩爾比、還原劑種類(lèi)等多種因素對(duì)Pt-Ru/C催化劑的物化性質(zhì)及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，采用SDS為表面活性劑，KBH4為還原劑，控制水和表面活性劑摩爾比為7制備的Pt-Ru/C催化劑，具有金屬載量高(達(dá)到理論值的90％以上)、顆粒粒徑小(3～5nm)、合金度好、分散性好、電催化性能及抗CO中毒性能較佳等優(yōu)點(diǎn)。

3、 將由反膠束法制備的Pt-Ru/C催化劑與代表世界先進(jìn)水平的Johnson Matthey公司商品化的催化劑進(jìn)行全面的性能比較。能量散射光譜(EDS)表明自制催化劑金屬載量達(dá)到理論值的91.3 mass％(PtRu原子比約為1:1)，接近商品化催化劑(94.8 mass％)；X射線(xiàn)衍射(XRD)分析表明，自制催化劑在晶型結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、顆粒粒徑、合金度等結(jié)構(gòu)參數(shù)都較接近進(jìn)口催化劑；循環(huán)伏安法(CV)測(cè)試表明，自制的催化劑抗CO中毒性能略