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钴-聚吡咯-碳载Pt催化剂的制备及其单电池性能研究
  • ISSN号:0253-2409
  • 期刊名称:燃料化学学报
  • 时间:2015
  • 页码:352-359
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学新能源汽车工程中心,上海201804, [2]同济大学汽车学院,上海201804
  • 相关基金:国家自然科学基金(21276199); 中央高校基本科研业务费专项资金; 同济大学青年英才计划攀登高层次人才项目
  • 相关项目:质子交换膜燃料电池M@Pt/C核壳结构电催化剂的制备及衰减机理研究
中文摘要:

采用脉冲微波辅助化学还原法制备了钴-聚吡咯-碳载Pt催化剂(Pt/Co-PPy-C),并将其作为阴极催化剂,组装单电池。考察了电池运行温度和氢气/空气计量比对单电池性能的影响,并与商业Pt/C催化剂进行了耐久性实验比较。结果表明,运行温度为70℃,氢气与空气的计量比为1.2∶2.5时单电池性能最佳。600 m A/cm2恒电流稳定运行150 h耐久性测试中,以Pt/CoPPy-C为阴极催化剂的单电池平均电压衰退率为0.119 m V/h,是商业Pt/C催化剂的26%。耐久性测试前后,单电池的阴极电荷传递阻抗为7.176和8.767Ω,均比商业Pt/C催化剂阻抗小;Pt颗粒粒径从2.46 nm增长到3.18 nm,均小于商业Pt/C催化剂的粒径。这表明,以Pt/Co-PPy-C催化剂为阴极催化剂制备的单电池性能优良,在质子交换膜燃料电池中有广泛的应用前景。

英文摘要:

Cobalt-polypyrrole-earbon black supported Pt catalyst(Pt/Co-PPy-C) was prepared by pulsemicrowave assisted chemical reduction and used as a cathode catalyst for oxygen reduction reaction(ORR) in a single cell;the influence of operation temperature and H2/air stoichiometric ratio on the cell performances was investigated,in comparison with the commercial Pt/C catalyst.The results indicated that the cell performs best at70 ℃ and with a H2/Air ratio of 1.2:2.5.During the 150 h durability test at a galvanostatic operation condition of600 mA/cm,the voltage degradation rate with Pt/Co-PPy-C as the cathode catalyst is 0.119 mV/h,about 26%of that with the commercial Pt/C catalyst.The cathode charge transfer impedances before and after durability test are about 7.176 and 8.767 mohm,respectively,much smaller than those with the Pt/C catalyst.The average particle size of Pt in Pt/Co-PPy-C is increased from 2.46 to 3.18 nm,also smaller than that for the Pt/C catalyst.The Pt/Co-PPy-C catalyst exhibits superior performance in ORR and may have an enormous application potential in fuel cell.

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期刊信息
  • 《燃料化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:王建国
  • 地址:太原市桃园南路27号中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:rlhx@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025214
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2409
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1140/TQ
  • 邮发代号:22-50
  • 获奖情况:
  • 获国家优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊二等奖,华北优秀期刊奖和山西省一级期刊,《中国学术期刊(光盘版)检索与评价资料规范》优秀奖,2001年获新闻出版总署授予的“中国期刊方阵“双效...,连续十五年获山东省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14785