新型質(zhì)子交換膜燃料電池催化層結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、作為一種清潔高效的發(fā)電裝置，質(zhì)子交換膜燃料電池具有極為誘人的應(yīng)用前景。但其商業(yè)化受到兩種瓶頸的制約，即價(jià)格和壽命。在目前廣泛采用鉑作為質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑的情況下，如何提高鉑基催化劑的活性、利用率和壽命，對(duì)于提高質(zhì)子交換膜燃料電池的性能以及推動(dòng)其實(shí)際應(yīng)用具有巨大的意義。本論文主要針對(duì)上述問(wèn)題，制備了一種新型的催化層結(jié)構(gòu)并對(duì)這種催化層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征、分析和改進(jìn)。
　　這種新型的催化層結(jié)構(gòu)是由原位生長(zhǎng)于碳粉基體上的鉑納米線構(gòu)成。其

2、中碳粉基體由碳粉和ionomer構(gòu)成，鉑納米線由甲酸還原氯鉑酸得到，并且通過(guò)原位生長(zhǎng)，使鉑納米線負(fù)載于碳粉基體層內(nèi)。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等物理表征手段和極化曲線、循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗等電化學(xué)表征手段來(lái)分析這種催化層的結(jié)構(gòu)和性能。
　　通過(guò)和傳統(tǒng)催化層對(duì)比，這種新型的催化層結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)特點(diǎn)，（1）所制備的鉑納米線為單晶鉑納米線結(jié)構(gòu)；（2）鉑納米線沿著催化層內(nèi)的次級(jí)孔通道生長(zhǎng)；（3）首次制備出沿催化