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质子交换膜燃料电池Pd基催化剂的研究

冯兰英  
【摘要】: 本文首先综述了燃料电池(FC)的开发背景,工作原理,特点和分类,简要介绍了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展简史,工作原理及存在的问题。详细叙述了PEMFC电催化剂的研究状况和制备方法。本论文主要针对Pd基催化剂进行了两个方面的有益探索: 第一,合金催化剂的研究。以Fe作为掺杂元素,以活性炭为载体,甲醛为还原剂,通过浸渍还原法制备了不同Fe含量的Pd-Fe/C催化剂。利用透射电镜、X射线衍射和循环伏安法对其进行了表征和测试,并与pd/C催化剂进行了比较。结果显示,Fe的加入提高了Pd/C对氢和甲酸的电催化氧化性能,且当Pd:Fe为1:1时催化效果最好。Fe以无定型形式存在。催化剂平均粒径在5mm以下,分布较为均匀。X射线衍射结果表明,Fe含量并不是越大越好,当Pd:Fe为1:2时Pd的晶型已经改变。 第二,Pd基氧化物型催化剂的研究。研究中首先合成了CeO_2/C复合材料作为催化剂的载体,然后制备出了Pd-CeO_2/C催化剂。利用透射电镜、X射线衍射和循环伏安法对其进行了表征和测试,并与Pd/C催化剂进行了比较。结果表明,加入CeO_2提高了Pd/C催化剂对氢和甲酸的电催化氧化性能。CeO_2在活性炭上分布均匀,平均粒径在5mm以下,适合做催化剂的载体。最后探索性研究了MnOx的加入对Pd/C性能的影响,也出现了一些问题,需要我们的继续研究。


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