燃料电池催化剂
燃料电池催化剂 – 催化剂喷涂设备 – 杭州驰飞超声波
催化剂是质子交换膜燃料电池的核心部件,分别是阳极催化剂和阴极催化剂。里面阳极催化剂催化反应为氢氧化反应,阴极催化剂反应为氧还原反应。氢氧化反应经历的是两电子反应,而氧还原反应经历的是四电子反应。氧还原反应经历的电子转移步骤多且复杂,导致其慢速的反应动力学,从而成为制约整个反应的速度。在已研发的燃料电池催化剂中,铂的效率是最高的,然而铂属于贵金属,产量低,价格昂贵,这使它提高了燃料电池的成本;其次铂的化学稳定性比较低,在催化过程中容易被其他的有毒化学物质影响,导致其催化效率降低。科学家们也在不断寻找可替代的非贵金属催化剂来降低燃料电池的成本,延长其使用寿命。目前,开发高活性,高稳定性,低成本,低铂,甚至得到无铂的氧化还原催化材料是燃料电池研究中的重要课题。
催化反应是在催化剂表面发生的,所以要保证它的催化效果,就要提高催化剂的表面积。催化剂通常是由1-20nm范围内的纳米粒子组成。运用表面掺杂技术可以将铂原子均匀分布在催化剂纳米结构的表面,形成类似核壳结构,从而达到减少铂的用量。在逐步降低铂的负载量过程中,实验表面将铂的粒径大小控制到单原子级别的时候,铂的单原子可以以化学键的形式固定到碳载体、镍金属载体,甚至金属氧化物和金属氢氧化物上,从而尽可能地暴露出铂原子以最大化地降低铂的用量,同时达到高铂催化剂的性能。
超声波喷涂燃料电池催化剂
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