图书介绍
基于非铂催化剂的质子交换膜燃料电池研究PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载
- 李冰，马建新，乔锦丽著 著
- 出版社： 上海：同济大学出版社
- ISBN：9787560869469
- 出版时间：2017
- 标注页数：219页
- 文件大小：18MB
- 文件页数：240页
- 主题词：质子交换膜燃料电池－研究
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图书目录
第1章 绪论1
1.1 质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作原理4
1.2 氧气还原反应（ORR反应）及其电极动力学7
1.3 氢气氧化反应（HOR反应）10
1.4 非铂催化剂及其研究进展11
1.4.1 非铂阴极催化剂11
1.4.2 非铂阳极催化剂21
1.5 质子交换膜燃料电池电催化剂的制备方法22
1.5.1 浸渍—液相还原法22
1.5.2 乙二醇还原法23
1.5.3 模板法24
1.5.4 微乳法25
1.5.5 微波法26
1.6 主要研究内容及研究思路27
第2章 实验概述29
2.1 实验所用材料和化学试剂29
2.2 实验所用设备、仪器与仪表30
2.3 催化剂的制备32
2.3.1 载体的预处理32
2.3.2 制备Ir/C、Ir-M/C和Ir-V - N/C催化剂32
2.3.3 旋转圆盘电极（RDE）的制备33
2.3.4 气体扩散层与膜电极制备33
2.4 催化剂的表征34
2.4.1 X射线衍射（XRD）34
2.4.2 透射电子显微镜（TEM）35
2.4.3 X射线能量散布谱（EDX）35
2.4.4 X射线光电子能谱（XPS）36
2.4.5 电感耦合等离子体质谱仪（ICP - MS）36
2.5 催化剂的性能评价36
2.5.1 半电池评价（旋转圆盘电极）36
2.5.2 PEMFC单电池性能评价40
第3章 Ir-V/C催化剂制备条件的影响及性能表征47
3.1 pH对合成Ir-V/C的影响48
3.1.1 不同pH下合成的Ir - V/C催化剂表征48
3.1.2 不同pH合成的Ir - V/C催化剂HOR活性及电池能测试51
3.1.3 不同pH合成的Ir - V/C催化剂的ORR活性评价及电池性能测试57
3.2 热处理温度对合成Ir-V/C的影响60
3.2.1 热处理温度合成的Ir-V/C催化剂表征60
3.2.2 热处理温度合成的Ir-V/C催化剂的HOR活性评价及电池性能测试63
3.2.3 不同热处理温度下制备的Ir- V/C催化剂的ORR活性及电池性能测试69
3.3 自制Ir/C、Ir- V/C催化剂与商业Pt/C催化剂比较71
3.3.1 TEM比较71
3.3.2 自制Ir/C、Ir- V/C作为阳极催化剂与商业Pt/C催化剂比较73
3.3.3 自制Ir/C、Ir- V/C作为阴极催化剂与商业Pt/C催化剂比较77
3.4 Ir-V/C催化剂膜电极组件（MEA）的优化79
3.4.1 阴阳极催化层中Ir - V/C载量对MEA性能的影响80
3.4.2 阴阳极催化层中Nafion？含量对MEA性能的影响82
3.4.3 电池的操作温度对MEA性能的影响84
3.5 Ir-V/C催化剂的稳定性实验86
3.5.1 Ir-V/C催化剂作为阳极催化剂的稳定性实验86
3.5.2 Ir - V/C催化剂作为阴极催化剂的稳定性实验88
3.6 小结91
第4章 二元、三元Ir基催化剂的物性及其性能表征92
4.1 二元Ir-M/C催化剂的筛选93
4.1.1 二元Ir - M/C作为阳极催化剂的单电池测试93
4.1.2 二元Ir - M/C作为阴极催化剂的单电池测试93
4.2 三元Ir-V-N/C（N=Co， W， Mo）作为燃料电池阳极催化剂95
4.2.1 三元Ir-V-Co/C作为燃料电池阳极催化剂95
4.2.2 三元Ir-V-W/C作为燃料电池阳极催化剂100
4.2.3 三元Ir-V-Mo/C作为燃料电池阳极催化剂105
4.3 小结113
第5章 Ir-V/C作为阳极催化剂在燃料电池堆上应用及耐久性研究115
5.1 1.5kW电堆的设计116
5.1.1 PEMFC电堆116
5.1.2 电堆测试平台116
5.1.3 电堆运行条件118
5.1.4 电堆运行工况119
5.1.5 电堆的交流阻抗测试119
5.1.6 电堆测试方案120
5.2 Ir-V/C催化剂耐久性测试及分析120
5.2.1 电堆极化曲线测试120
5.2.2 电堆耐久性测试122
5.2.3 交流阻抗表征123
5.2.4 TEM表征124
5.2.5 XRD表征125
5.3 小结126
第6章 Ir-V/C催化剂活性提高的机理探讨及动力学研究128
6.1 V在Ir-V/C催化剂中存在的状态129
6.1.1 XRD表征129
6.1.2 EDX表征129
6.1.3 XPS表征131
6.1.4 ICP-MS表征131
6.2 M（M=Co，Ni，Ti）在Ir-M/C催化剂中存在的状态133
6.3 V在Ir-V/C催化剂中流失的原因135
6.3.1 EDX表征135
6.3.2 CV和LSV表征136
6.3.3 极化曲线测试137
6.3.4 原位循环伏安表征138
6.4 V在Ir-V/C催化剂中的作用139
6.4.1 TEM表征139
6.4.2 XRD表征140
6.4.3 XPS表征142
6.4.4 原位循环伏安表征144
6.4.5 交流阻抗表征145
6.5 Ir-V/C催化剂氧还原反应的动力学以及机理研究146
6.5.1 LSV表征146
6.5.2 Tafel表征149
6.6 小结151
第7章 结论与展望154
7.1 结论154
7.2 关于PEMFC非铂催化剂的思考以及进一步工作的建议158
附录A直接醇类Pt-Ir纳米线立体网络结构阳极催化剂的研究159
A.1 引言159
A.1.1 甲醇和乙醇氧化反应（MOR和EOR）160
A.1.2 铂基阳极催化剂161
A.1.3 研究思路163
A.2 实验部分165
A.2.1 实验所用材料和化学试剂165
A.2.2 实验所用设备、仪器与仪表165
A.2.3 Pr-Ir纳米线立体网络结构催化剂的制备166
A.2.4 Pt-Ir催化剂旋转圆盘电极（RDE）的制备167
A.2.5 催化剂的表征167
A.3 结果与讨论170
A.3.1 模板（CTAB）浓度对Pr-Ir结构和性能影响170
A.3.2 还原剂（NaBH4）的用量对Pr- Ir结构和性能影响175
A.3.3 反应时间对Pr-Ir结构和性能影响179
A.3.4 磁力搅拌速度对Pr-Ir结构和性能影响184
A.3.5 最优制备条件下合成的Pt-Ir催化剂的MOR和EOR活性188
A.4 Pt-Ir催化剂和商业催化剂的比较190
A.4.1 MOR活性比较190
A.4.2 EOR活性比较192
A.5 小结193
参考文献195
后记218