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论文题目：质子交换膜燃料电池催化剂制备与表征

论文编号： lw200707061649543323

编辑： li

论文属性：硕士毕业论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-07-06

点击次数：1123

论文字数：32176

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质子交换膜燃料电池催化剂制备与表征

摘要
随着社会能源需求的增加和能源短缺的矛盾不断扩大，以及人们对环境问题的关注，作为新型能源转换技术的燃料电池（FC）以其能量密度大、转换效率高、低污染、低噪音等特有的优势引起各国的重视。发达国家竞相投入人力、物力开发燃料电池。质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种低温燃料电池，具有广泛的应用领域，尤其是在电动汽车方面的应用很有前途。我国从九十年代开始已经有越来越多的单位投入了这方面的研究工作。
由于催化剂技术在整个燃料电池技术中处于非常重要的地位，同时鉴于国家“九五攻关”的要求，本论文的主要工作集中在质子交换膜燃料电池催化剂制备工艺方面的研究。这些工作将有助于降低PEMFC成本，开发具有中国独立知识产权的PEMFC技术。
Pt/C催化剂的制备讨论了不同的载体的预处理方法、还原方法和后处理方法。对各种催化剂其电池性能进行了比较。通过实验得出了最佳的后处理温度，以及催化剂晶体粒径与催化剂催化效果的关系。采用X光衍射（XRD）方法以及透射电镜（TEM）来判断Pt晶体的生成及比较催化剂Pt晶体粒径的大小。通过X荧光分析确定催化剂各组分的含量。
对于Pt-Ru/C催化剂，本文首先从理论上进行了讨论，又对其制备工艺进行了初步探讨。比较了不同的负载方法和后处理方法，同时对催化剂在含100ppmCO的H2中中毒的稳定过程进行了研究。
在实验中开发了一种新型的PEMFC催化剂载体：纳米石墨纤维（NGF）。其独特的结构使其具有很好的储氢、导电能力，并且具有较大的比表面积。本实验建立了一套制备NGF的实验系统，并对应用NGF作为催化剂载体的催化剂进行了电池性能的分析。
在上述工作的基础上，研制的一元催化剂已经赶上并在应用范围内超过了国际现有商品，抗CO中毒的二元催化剂也已和国际商品相近，并具有很好的稳定性。圆满完成了“九五”攻关任务。
关键词：
质子交换膜燃料电池、铂催化剂、铂钌催化剂、纳米石墨纤维

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