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离子交换树脂对Pt/C催化剂的耐久性影响研究

王园 李赏 刘声楚 洪亢 张立昌 汪如意 潘牧

王园, 李赏, 刘声楚, 洪亢, 张立昌, 汪如意, 潘牧. 离子交换树脂对Pt/C催化剂的耐久性影响研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.17.004
引用本文: 王园, 李赏, 刘声楚, 洪亢, 张立昌, 汪如意, 潘牧. 离子交换树脂对Pt/C催化剂的耐久性影响研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.17.004
Study on the Influence of Ionomer on the Durability of Pt/C Catalyst[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.17.004
Citation: Study on the Influence of Ionomer on the Durability of Pt/C Catalyst[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.17.004

离子交换树脂对Pt/C催化剂的耐久性影响研究

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.17.004
详细信息
  • 中图分类号: TM 911.42

Study on the Influence of Ionomer on the Durability of Pt/C Catalyst

  • 摘要: 离子交换树脂(Ionomer)是质子交换膜燃料电池催化层的重要组成部分,它在催化层中的主要作用是作为质子传导相传导质子.本文采用旋转圆盘电极法(RDE),在模拟燃料电池真实的运行环境(模式一)和模拟燃料电池启停环境(模式二)两种模式下,研究了Ionomer对铂碳催化剂电压循环耐久性的影响.通过相同位置透射电镜分析法(IL-TEM),分析了铂碳催化剂经历模式二耐久性测试后的结构变化.发现:Ionomer的存在可以提高铂碳催化剂的耐久性.在模式一的测试后,添加Ionomer后,其氧还原半波电位下降值△E从23mV下降至11mV;没有发生碳的腐蚀,Pt颗粒的长大是催化剂性能下降的主要原因.Ionomer的存在延缓了Pt电化学比表面积(ECSA)的降低有利于Pt活性的保持.在模式二的测试后,其氧还原半波电位下降值△E从25mV下降至5mV.除了铂颗粒的长大还发生了载体碳的腐蚀。Ionomer的存在同样可以保持Pt的活性,铂颗粒长大的主要是因为碳的腐蚀.IL-TEM分析可以看到明显的铂颗粒长大和碳腐蚀。碳载体的腐蚀造成了铂的严重流失和团聚,样品一的铂颗粒平均粒径从2.7nm增加到了3.76nm,样品二的铂颗粒平均粒径从2.44nm增加到了4.19nm.
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出版历程
  • 网络出版日期:  2021-03-13

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