质子交换膜燃料电池催化剂的制备及其应用初探

《质子交换膜燃料电池催化剂的制备及其应用初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要为了降低质子交换膜燃料电池催化剂的价耪、增强健化刿对甲醇的催化活性、提赢质子交换膜燃料暾池的电性能，本文对催化剂的制备工艺、直接甲醇燃料电池朝以氯气为燃料的威子交换膜电池单电池的设计、膜电极制备工艺，燃料及氧化性气体进料参数等进行了深入探索和研究。本文中我们采用浸渍还原法，以H2PtCI,、Na2W04和SnCl4为原材料制备了Pt．W-Sn／C三元阳极催化荆。并利用XRD、SEM、循环伏安扫描等测试手段对Pt。W-Sn／C催化剂进行了表征，且对单电池膜电极的结构与性能进行了研究，考察了单

2、电池工作条件对电池性能的影响。循环伏安测试浸溃还原法制备的Pt．W-Sn／C催化剂，其实验结果寝明：当制备温度为80℃，以KBHa为还原荆通过浸渍还原法制备的Pt．W．SrdC催化剂的性能较好，氧化甲醇的峰电位为0．634V，氯化电流密度为17．34mA／cm2；而et／C催化剂氧化甲醇的峰电位为0．932V，氧化电流密度为7．464mA／cm2，说明自制备的Pt．W-Sn／C催化剂氯化甲醇的催化活’陛比Pt／C催化剂好得多。我们研究了膜电极的制备工艺条件，室温下测试DMFC单电泡的电性能，研究结

3、聚表明：在膜电极扩散层中，采用浓度为20％的PTFE乳液对碳纸迸行憎水处理效粜最好，扩散层碳黑中PTFE的最佳含量为4％；催化层中Nafior]疑僚甭麓为0．4mg／cm2；分剩采用Pt—Ru／C和Pt一弹一Sn／C作为DMFC阳板催纯帮，装醮的荜奄池输出电流密度为15mA／cm2时，两者的输出电舔分掰为0．36V霸0．3V；我们采嗣自制的Pt—W—Sn／C催俄剂装配DMFC荜电灌，常漩下研究了荦毫涟栏麓，侥纯了蕈电滚的操作参数。研究结架表明，燃耩举醇浓度秀2．5mol／L，流鬣为3ml／min辩

4、荦毫淹性能最往；氧气压力憨大，单电漉性麓越葑；焉氧气滚量对单逢滋性能影晌较小，当氧气压力为0．2MPa，流量为75ml／min薅，擎奄浊工捧电糕黄0。3V，电流密度为15mA／cm2。逶过对室溢下PEMFC攀毫涟奄性能戆溅试，我们疆究了催化层骢铡各工艺条释，结果表鞠，当Nation建量为O，2mg／cm2黩，单电邀性能最健，且隧着镁化镧臻量豹增热，擎电滋牲躯骥显提裹，在催化裁用蹩势O。8mg／cm2时，单电浊的逛热能较好，再臻趣理化刻熬建量单魄池性戆基本没有提赢；我们还优化了PEMFC单邀邀操传参

5、数，当氯气压力为O。04MPa、流量为120ml／min时电池性能最钱；弱校氧气爨力越太，单暾池性能越好，当氧气压力为O。2MPa、流量为65ml／min时，单电浊王搀电熙为O。4V黠约工作电波密度可以达到112mA／cm2。上述硪究结累无疑为燃燃电池堆豹安装提供了可靠的工艺参数署Ⅱ有益的参考。、—一一关键词：燃料电邀；质子交换膜燃料电池；催化荆；膜电极；单电池华南理工大学工学硕士学位论文ABSTRACTInordertodecreasethepriceofcatalystforProtonExc

6、hangeMembraneFuelCell(PEMFC)，enhancetheactivityofcatalystformethanolandincreasetheperformanceofthePEMFC，weresearchedthepreparationofcatalyst，andthendesignedDirectMethanolFuelCell(DMFC)andPEMFCsinglecellsystem，preparedthemembraneelectrodeassemblyusedin

7、singlecell．Wealsostudiedtheoperatingparametersofthefuelgasandoxygenforsinglecell。Inthisthesis，thePt—W—SrdCanodecatalystwaspreparedbyimpregnationwithH2PtCl6，Na2W04andSnCl4asrawmaterial．ThecatalystswerecharacterizedbyXRD，SEMandCV,andthenweinvestigatedth

8、estructureandperformanceofthemembraneelectrodeassembly,andstudiedtheperformanceinfluencecausedbytheworkingconditionsforthesinglecell．Theresultsshowedthatwhenthepreparedtemperatureis80℃．thePt—W-SrdCcatalystwhichwaspreparedbyimpregnation-redoxme