PEMFC Pt-WO3-C復合陰極催化劑的研制.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)由于具有無電解質(zhì)流失、效率高、能量密度大、反應溫度低、無噪音、無污染等顯著優(yōu)點而在地面發(fā)電站、電動車和便攜式電源等方面具有廣泛的應用前景。制約PEMFC推廣應用的關(guān)鍵因素之一是氧還原過電位較高，大大降低了電池的輸出性能。本論文以降低質(zhì)子交換膜燃料電池陰極的氧還原過電位為宗旨，分別研究了WO3、WO3/C、Pt/WO3和Pt/WO3/C的催化性能。
　　 本論文中的WO3均采用鎢酸鹽鹽酸沉淀法合成，

2、改變反應環(huán)境的pH分別為0.5、1.0、1.5、2.0制備四組WO3，比表面積的測試結(jié)果表明當pH=1.0時得到的WO3的比表面積最大；同時改變鎢酸鈉溶液的濃度為0.25 mol/L、0.5 mol/L，和0.75 mol/L制備三組WO3樣品，比表面積的測試結(jié)果表明當鎢酸鈉的濃度為0.5mol/L，時得到的WO3的比表面積最大。
　　 在pH=1.0和鎢酸鈉溶液濃度為0.5 mol/L時合成WO3和WO3/C，并進行循環(huán)伏安和

3、單電池極化測試，測試結(jié)果表明純相的WO3的催化性能相當微弱，WO3/C的催化性能也很微弱但是單電池輸出性能優(yōu)于純相的WO3。
　　 以WO3為載體，采用浸漬還原法合成Pt/WO3催化劑。循環(huán)伏安和單電池極化測試表明Pt/WO3的催化性能比Pt/C要弱，原因是WO3的比表面積大小遠小于VolcanXC-72R C，沒有將Pt完全分散開，使Pt的催化活性點減少，故催化不完全。將Pt/WO3催化劑在0.5 mol/L硫酸溶液中浸蝕3d

4、，浸蝕后的循環(huán)伏安曲線和浸蝕前的幾乎重合，可以認為以WO3作載體是耐酸腐蝕的，將WO3添加到Pt/C中既可以增強催化性能也可以增強載體的抗酸腐蝕性。
　　 合成Pt/WO3/C三元催化劑時，先采用浸漬還原法制備Pt/C催化劑，再通過鹽酸沉淀法將WO3沉淀到Pt/C上制備Pt/WO3/C復合催化劑，改變WO3和C的質(zhì)量比為2:1、3:1、4:1和6:1制備四組催化劑，這種制備復合催化劑的方法稱為方法一。電化學表征結(jié)果表明3:1組樣

5、品的催化性能最好，并且氧還原的起始電位有了一定的提高，氧還原的還原峰有一定的寬化。
　　 方法二為取WO3和C的質(zhì)量比為3:1，以C為載體采用鹽酸沉淀法制備WO3/C復合載體，調(diào)節(jié)體系的pH分別為0.5、1.0、1.5和2.0制備四組樣品，然后采用浸漬還原法擔載Pt到WO3/C復合載體上。電化學表征結(jié)果表明當pH=1.0時催化劑的催化性能最好。
　　 電化學表征結(jié)果表明方法一制備的Pt/WO3/C復合催化劑的催化性能優(yōu)于