论文部分内容阅读
碱性燃料电池因其高效、绿色、安全等优点，近年来掀起了一股研究热潮。在国内外许多研究人员的努力下，碱性燃料电池的研究与开发取得了很大进步，但是电催化剂的催化活性和稳定性仍需改善。针对以上两个问题，本文系统研究了Pt/C催化剂在碱性体系中的性能衰减机制，并制备了具有高催化活性且稳定性较好的PdAg纳米线催化剂。采用微波乙二醇还原法制备了20wt%Pt/C催化剂，通过循环伏安扫描老化测试考察了Pt/C催化剂在酸性和碱性体系中的稳定性差异，碱性条件下电化学活性比表面积（EASA）衰减幅度尤其突出，说明Pt/C催化剂在碱性体系中的稳定性比酸性体系中更差；碱性体系中的恒电位和动电位氧化测试发现，在0.3V高电位下碳载体的腐蚀严重，且碳载体的腐蚀并不是造成Pt/C催化剂在碱性体系中性能衰减的主要原因；在不同电势范围内的电势循环扫描测试结果表明，在-0.3~0.3V电势范围内循环扫描老化造成EASA的衰减最明显，说明Pt颗粒在碱性体系中经历“溶解-再沉积”过程是造成其性能衰减的主要原因，老化测试前后的透射电镜（TEM）及化学比表面积（CSA）分析也验证了这一推断。以乙二醇还原法制备了直径和长度分别为70nm和5μm的Ag纳米线，并以此为模板，利用Ag纳米线与Pd(NO3)2间的置换反应制备了PdAg纳米线（PdAgNWs）催化剂，并考察了Pd(NO3)2溶液浓度及反应温度对催化性能的影响；此外研究表明，PdAgNWs在碱性体系中对甲醇、乙醇氧化的催化活性和稳定性都高于Pd/C催化剂。CO溶出实验表明PdAg NWs催化剂抗CO毒化能力比Pd/C强，有利于CO在电极表面的脱附。线性扫描伏安（LSV）测试结果显示：碱性体系中在PdAg NWs表面进行的氧还原反应（ORR）主要以四电子途径为主。