离子交换树脂对Pt/C催化剂耐久性的影响
2021-09-12刘声楚张立昌汪如意
工程科学学报 2021年8期
王 园,李 赏,刘声楚,洪 亢,张立昌,汪如意,潘 牧
1) 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070 2) 武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室,武汉 430070 3) 先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室),佛山 528200
随着质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术的飞速发展,其成本高和耐久性差[1-2]成为大规模商业化应用的瓶颈问题. 催化剂是PEMFC的关键材料,其用量决定着PEMFC的成本,而且催化剂的稳定性对PEMFC的稳定性也起决定性作用[3-4].催化剂的稳定性[5]既和它本身的结构有关又受工作环境的影响,研究催化层中其他材料对催化剂耐久性的影响及其降解机理,对提高催化剂乃至催化层的耐久性至关重要.
相同位置-透射电子显微镜IL-TEM(Identical location transmission electron microscopy)[6-7],通过将电催化剂分散在带有坐标微栅的金网格上,在透射电镜下准确记录反应前某一位置催化剂的微构信息;随后将携带样品的金网格放到工作电极上,保证接触良好的前提下,将该工作电极置于反应环境中;待反应结束,将金网格从反应体系中取出,并在透射电镜中根据具体的坐标定位追踪反应前记录的位置. 通过反应前后和反应中各个阶段相同位置催化剂的结构对比和统计分析,揭示催化剂在反应条件下的结构演变规律,并结合性能测试结果精确阐述构效关系. IL-TEM的这些特点使其成为了一种良好的评价催化剂耐久性的表征手段,可以用来研究催化剂的降解机理,改进生产催化剂的工艺. Matthias Arenz团……
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