新型微纳结构材料的制备及其电催化性能研究文献综述

 2022-01-04 20:45:59

全文总字数:7479字

文献综述

文 献 综 述1.本课题的研究意义 随着人类发展需求日益增大,燃料电池作为一种高效,环境友好型,无污染型,应答速度快的新型发电装置,可直接将化学能转化为电能,因此其成为21世纪的主要能源是人心所向。

燃料电池动力系统是一种绿色能源技术,对解决地球村面临的能源危机和生态污染这两大难题至关重要,被视为21世纪最重要的能源动力之一。

氧气的电还原反应是最重要的电催化反应之一,在燃料电池体系中被广泛应用。

但是当下,大多数燃料电池的阴极催化剂主要是铂催化剂,但其资源少,价格昂贵,成本高,长期使用容易受到电解液影响使得其催化活性下降,耐甲醇能力弱,在甲醇氧化过程容易中毒,此外在其氧还原过程中,其过电位偏高,可逆性小,因此提高贵金属的利用率和减少贵金属用量,提高非贵金属的催化性能和用量一直是燃料电池研究领域的重点[2]。

2.贵金属催化剂现状和研究进展目前,在酸性介质中,铂对于氧还原反应的电催化活性高,稳定性强,被普遍用作燃料电池阴极氧还原的催化剂。

常见的有铂基多元复合催化剂,通过多元合金之间的协同效应和内部的相互作用不仅能最大限度改善催化剂的稳定性,催化活性和氧还原过程中的抗中毒能力,还能大大节省贵金属铂的用量,使催化剂的成本尽可能低并可能实现其商业化应用。

3.非贵金属催化剂的研究进展在燃料电池阴极催化剂中非贵金属催化剂的制备及其催化效率的提高是当前研究的主要对象与难题。

非贵金属催化剂一般选择导电高分子,因其结构比较疏松,能提供的比表面积比较大,最重要是=一点是导电性能特别好,能使电荷在金属粒子与电极之间进行更有效的传递。

非金属的存在能使贵金属纳米粒均匀分散,不易团聚。

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