雷新有
,
左国防
,
张建斌
,
李志锋
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.07.023
石墨烯具有良好的电子传导性、巨大的表面积、稳定的化学和机械稳定性等,在分子氧催化还原(ORR)反应中可以有效地改进催化剂的催化活性,是过渡金属大环催化剂新的基底材料.对石墨烯支持的非贵金属氮杂环复合材料在ORR催化反应中的应用以及影响催化O2活性的因素进行了讨论.重点讨论了卟啉和酞菁中心金属核,Co和Fe,以及卟啉和酞菁作为N的前驱体对ORR电催化活性的影响,并展望了非贵金属氧还原催化剂在燃料电池中的研究发展方向.
关键词:
石墨烯
,
金属卟啉
,
金属酞菁
,
纳米复合材料
,
ORR
,
燃料电池
陈泽霖
,
张华
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.010
目的：通过对电沉积过程中基体亲水性及电解液温度参数的控制,实现对Pt-Ni催化剂的形貌及催化性能的控制。方法采用恒电压沉积技术制备Pt-Ni合金催化剂。利用5%(质量分数) Nafion对多孔碳布基体表面进行亲水修饰,并控制电解液温度,合成具有不同形貌的Pt-Ni合金催化剂。利用X射线衍射( XRD)、扫描电子显微镜( SEM)、能量色散谱( EDS)、循环伏安( CV)、单电池极化性能等测试技术对制备的催化剂进行物理及电化学表征。结果碳布基体表面经适量的Nafion修饰后,电沉积制备的合金催化剂颗粒细小,分布均匀。当碳布基体表面修饰的Nafion含量达到0.8 mg/cm2时,催化剂单电池极化性能最佳。另外,较高电解液温度下制备得到的球状形貌具有更大的电化学活性表面积( ECSA),更高的催化活性,优于较低温下制备的“雪花”状催化剂的性能。其中,50℃下电沉积制备的Pt-Ni合金催化剂ECSA达到47.6 m2/(g Pt),单电池运行过程中最大功率密度达到77.8 mW/cm2,具有最高的催化活性。结论适量Nafion修饰后的亲水多孔碳布基体上电沉积Pt-Ni合金催化剂性能更加优越。电解液温度的控制对恒电压沉积的Pt-Ni合金表面形貌控制有重要意义。
关键词:
电化学活性表面积
,
Pt-Ni合金
,
氧还原
,
质子交换膜燃料电池
