【摘 要】
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有效的提高利用效率,降低浪费是能源利用面临的重要问题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将燃料中的化学能直接转化成电能,其转化效率高达70%,且过程中不会产生氮、硫等的有毒
【机 构】
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中国工程物理研究院激光聚变研究中心; 西南科技大学材料科学与工程学院;
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有效的提高利用效率,降低浪费是能源利用面临的重要问题。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将燃料中的化学能直接转化成电能,其转化效率高达70%,且过程中不会产生氮、硫等的有毒气体。是目前提高能源利用效率的有效途径。催化电极是决定PEMFC转化效率关键因素,目前,工业生产中大多数采用Pt/C作为催化电极材料。研究者们已经解决了Pt/C催化电极的CO中毒等诸多问题[1],并通过过渡金属的加入,大幅提高Pt/C电极的催化活性[2]。近年来,研究人员通过掺杂与去合金方法获得多孔状的Pt/C电极,大大增加反应过程中的接触面积,有效的提高了电极催化效率。但催化电极循环稳定性的进一步提高仍然是亟待解决的关键问题。金属Ti具有良好的抗腐蚀性能,相关报道表明,Ti的掺杂不仅能够提高电极催化效[3],还能有效的提高催化电极的循环稳定性。理论上预测,多孔状的Pt-Ti/C结构合金将成为更有潜力的催化电极材料。本研究首先利用自组装的方法在碳纸上平铺一层PS微球作为基底,再采用超高真空磁控溅射共溅技术,一步合成Pt-Ti-Mg三元合金,再用HCL和甲苯处理,获得多孔状的Pt-Ti/C结构合金电极。扫描电镜测试结果显示,利用这种方法获得了互交联的三维网状结构Pt-Ti/C电极,这种结构极大限度的增加其反应接触面积,预计在其氧还原性能的测试中,能够表现出良好的质量比活性和面积比活性,且催化电极循环稳定性也能得到提高。
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