Studies on Pt/C and Alloy Catalyst for Proton Exchange Membrane Fuel Cells

目前，质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极仍采用Pt／C电催化剂。由于铂资源非常匮乏，寻求新的Pt／C电催化剂制备方法，在保持催化剂活性的同时降低Pt的担量，具有重要意义。 本文在比较Pt／C电催化剂多种制备方法的基础上，采用了浸渍法和离子交换法来制备低担量的Pt／C催化剂，并利用TEM、CV等方法对催化剂进行了表征，研究结果表明：离子交换法制备的Pt／C催化剂Pt颗粒粒径仅1.5～2.5nm，小于浸渍法制备的催化剂中Pt颗粒的粒径(3～4.5nm)，能有效地增大铂的活性表面积。将两种方法制备的催化剂应用于PEMFC中，发现离子交换法制备的催化剂在相同的操作条件下，性能要优越于浸渍法制备的催化剂。 氧电化还原反应的交换电流密度很小，导致低温H2-O2燃料电池的极化主要发生在氧电极，严重影响了电池性能。为减少氧电极的极化，需制备新的催化剂来提高氧电化还原的交换电流密度，加快反应速率。 本论文将Pt／C催化剂与过渡金属Ni在高温环境下制备合金催化剂作为阴极催化剂。通过电极动力学参数的比较，发现氧电化还原在合金催化剂上的交换电流密度比Pt／C催化剂上的提高了2倍，减小了..