刘涛，孙峰，黄美华

(1.福州大学a.石油化工学院，福建 福州 350108；b.化学学院，福建 福州 350108；2.中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，中国科学院福建物质结构研究所福建纳米材料重点实验室，福建 福州 350116)

受限于铂的稀缺性，美国能源部推断,即使以现阶段最好的技术大规模量产PEMFCs，铂基催化剂的成本也要占整个电堆成本的40%以上。鉴于此，在保持原有催化剂性能的条件下，最大限度降低铂的载量成为了必然趋势。与传统的高铂电极相比，低铂电极催化剂铂原子之间的间距更大，电解质离聚物的分布和电极的形貌等对燃料电池实际性能产生了极大的影响。所以与之相关的全电池测试工艺也要进行优化，以保证测试的真实性和可靠性。

本文采用实验室自合成的碳基低铂载量催化剂与商用Nafion质子交换膜,对该种材料的单电池性能进行测试,从电池温度、空气流量、背压、浆料Nafion比例和颗粒尺寸方面对燃料电池操作条件进行分析、优化,从而找到合适的操作条件参数。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

Prism BT自动超声喷涂仪(美国超声波系统公司)；Smart 2燃料电池测试系统(韩国Won A Tech仪器公司)；质量分数为5%的Nafion溶液(Sigma-Aldrich公司)；质量分数为20%的商业铂炭(阿法埃莎公司；JM)；异丙醇(阿法埃莎公司)。

1.2 喷涂浆料(ink)制备

阳极部分采用铂质量分数为20%商业铂炭(JM)；阴极部分采用实验室自制铂质量分数为9%的催化剂，并分为两份，其中一份使用异丙醇充分湿磨并称之为小粒径，另一份不做处理称为大粒径[8]。……