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国家自然科学基金项目:质子导体高分子保护碳纳米管载Pt催化剂合成及稳定机制
项目类别:国家自然科学基金项目
项目编号:50972112
参与人员:木士春
起止日期:2010-2012
传统质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化剂为Pt/C催化剂,但其中的Pt通常会在燃料电池工况下发生溶解、迁移和团聚,而且载体碳也易遭受电化学腐蚀,从而加速Pt的团聚,致使催化剂稳定性降低;碳纳米管(CNT)具有优异的物理、化学稳定性,但石墨化结构使其表面光滑且缺乏活性位,难以为Pt提供均匀的形核质点,而且还会降低与Pt的结合力。为此,申请人提出了一种经质子导体高分子保护的Pt催化剂及制备方法,即采用全氟磺酸导质子高分子为保护剂,合成稳定的纳米Pt胶体,然后将其载于CNT表面,获得质子导体保护的Pt/CNT催化剂。引入质子导体保护剂可增加催化层三相反应界面,提高催化剂催化效率;更重要的是,可增大Pt颗粒的位阻以及与载体的结合力,增大Pt团聚阻力,而且,还可能在一定程度上抑制Pt的溶解,从而提高催化剂稳定性。因此,本项目将该新型催化剂的合成工艺进行优化,并对合成催化剂的稳定机制进行深入研究。