导读:本文包含了催化层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:质子,燃料电池,纳米,电极,气体,磁控溅射,空气。
催化层论文文献综述
姚国富[1]（2019）在《催化层中PTFE含量对氢氧膜电极性能的影响规律》一文中研究指出催化层中的氧传输对质子交换膜燃料电池的性能有很大的影响,将PTFE纳米颗粒加入到催化层中,制备不同含量PTFE的催化层,探究了PTFE加入对膜电极的微观结构,疏水度,孔隙率及电池性能的影响。结果表明,催化层中PTFE不会影响催化剂Pt的活性,且能均匀分散在催化层中,极化曲线结果表明,PTFE含量太少,对膜电极性能的提升没效果,但PTFE含量太多时,又会导致性能的降低。当PTFE含量为20%时,催化层中大孔和小孔的比例合适,有利于水气的传输,得到的性能最好,氢氧条件下功率密度可达到1.6 W/cm~2以上。(本文来源于《船电技术》期刊2019年09期）
刘世伟,梁亮,李晨阳,刘长鹏,邢巍[2]（2019）在《高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极》一文中研究指出高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构。通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的叁相反应界面。测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22%。与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m3的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82. 1%和71. 4%,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性。(本文来源于《应用化学》期刊2019年09期）
曹晓兰[3]（2019）在《铂纳米线催化层的制备及对质子交换膜燃料电池性能的影响》一文中研究指出由于严重的环境污染和稀缺的化石能源,可再生和可持续能源的开发和利用受到越来越多的关注。质子交换膜燃料电池是通过在电极处发生电化学反应使化学能直接转换成电能的装置,有着能量密度高、工作温度低、启动快、绿色环保等优点,对可持续能源的开发和利用方面具有广阔的应用前景。高性能低成本是其发展方向,阴极需要高的Pt负载来催化缓慢和限速的氧还原反应。目前,商业Pt/C的零维结构和高表面积容易产生团聚和颗粒增大导致催化剂活性降低。一维结构的Pt纳米线催化剂是降低Pt含量提高催化活性的最有希望的方法。本工作的研究主要集中在改善阴极Pt纳米线催化层的结构,提高Pt利用率和电池性能。本论文采用湿化学法在碳基底上原位生长Pt纳米线,制备梯度铂纳米线催化层,然后采用热转印法制备膜电极用于测试和表征,分析了不同条件对Pt纳米线生长和分布的影响,探讨了催化层结构对单电池性能影响的机理。主要开展了以下研究工作:(1)研究了还原剂浓度和反应温度对Pt纳米线在碳基底上生长形貌和分布的影响。还原剂浓度主要影响Pt纳米线长度,反应温度主要影响Pt纳米线直径。在甲酸浓度为0.372 M和20℃的条件下,获得最优的催化剂性能。Pt负载为0.3 mg cm-2的自制催化剂在0.6 V时的功率密度比同条件商业JM Pt/C高13.9%。(2)在基体中引入Pt颗粒种子获得混合基底,通过种子介导的方法获得了具有受控尺寸和分布的Pt纳米线,通过保持Pt种子含量恒定,改变Pt/C种类和碳含量以调节种子在碳上和基质中的分布,研究了Pt种子分布对Pt/C和碳混合基体中Pt纳米线生长的影响,该方法提高了铂的利用率同时缩短了还原时间。使用20 wt%Pt/C并且碳含量为0.15 mg cm-2获得的Pt纳米线催化层具有最佳性能。即Pt负载为0.255 mg cm-2的自制催化剂在0.6 V时的功率密度比负载0.3 mg cm-2的商业JM Pt/C高约25%。(3)探讨了混合基底中Nafion含量,以及喷涂在Pt-NWs/C表面的Nafion载量的影响。Nafion在混合基底中含量为20 wt%和在表面喷涂载量为0.10 mg cm-2时获得最优性能。所制备的Pt负载为0.255 mg cm-2的催化剂在0.6 V时的功率密度比Pt负载为0.3 mg cm-2的商业JM Pt/C高约25%,且在0.4 V时高出约30%。Pt-NWs/C的性能在高电流密度区域得到进一步提高,说明传质性能得到进一步改善。(本文来源于《华东理工大学》期刊2019-05-14）
刘家明,傅凯林,张泽,郭伟,潘牧[4]（2019）在《织构气体扩散层表面氢氧燃料电池阴极超低Pt载量催化层的磁控溅射法制备》一文中研究指出采用磁控溅射技术在具有织构结构的气体扩散层(GDL)表面制备了可应用于氢氧质子交换膜燃料电池的超低Pt载量阴极催化层,并通过SEM、轮廓仪和XRD等测试方法表征了GDL及其载Pt后的形貌和物相,利用XPS分析溅射Pt的化学价态,使用电池测试台表征其电池性能.测试结果表明,磁控溅射法在GDL表面沉积的Pt催化层载量可控且分布均匀;与商业GDL对比,Pt在织构GDL表面具有更大的可附着面积.电池性能测试结果显示,当Pt载量为0. 04 mg/cm~2时,以织构GDL作基材的样品质量比功率高达26. 25k W/g Pt,远大于商业GDL作基材时的17. 76 k W/g Pt,也大于同等Pt载量下商业Pt/C催化剂的24. 00k W/g Pt.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2019年03期）
王顺,蔡浩,韦露,赵新生[5]（2019）在《质子交换膜燃料电池催化层孔隙率检测方法》一文中研究指出孔径分布和孔隙率是催化层的重要结构参数,影响质子交换膜燃料电池的性能。由于催化层多孔、脆弱,自身缺乏自支撑作用,采用压汞法测量催化层的孔径分布和孔隙率时,所测结果包含了基底(碳纸或电解质膜)的贡献,催化层与基底的孔隙混合,难以分离,致使误差偏大,影响测量的准确度。采用无压缩性且具有柔韧度的无孔材料作为催化层的基底,改进了压汞法测量工艺和孔隙率的计算方法,提高了催化层的孔径分布和孔隙率测量的精确度。(本文来源于《电源技术》期刊2019年02期）
拉毛,包山虎,莎仁[6]（2019）在《Pd催化层对含氧氢化钇(YHx:O)薄膜光致变色调节能力的影响》一文中研究指出含氧氢化钇(YHx:O)薄膜是一种新型的光致变色材料,因其特殊的光学特性在光致变色调光镜领域有着广泛的应用前景.然而,该薄膜光致变色原理尚处于探索阶段,且光致变色性能、变色速率以及循环耐久性等特性有待改善.本研究中,采用直流磁控溅射法在YHx:O薄膜表面镀了一层具有催化氢功能的金属Pd层,探索其对薄膜光学调节率、晶体结构、表面微观形貌以及各个元素含量变化的影响.通过对薄膜进行一系列表征得知, Pd层可以促进YHx:O薄膜光致着色过程,提高薄膜可见及太阳光光学调节能力10%左右.从薄膜EDS数据中可以看到,光照后双层薄膜内部氧含量减少,而金属钇相对增多,该结果与单层薄膜一致.(本文来源于《化学学报》期刊2019年01期）
曹英男,李凌凤,李贵生[7]（2018）在《双层产氧助催化层修饰的WO3类纳米管阵列薄膜的制备及其光电催化全分解水性能研究》一文中研究指出通过简单的光沉积方法对氧化钨纳米管阵列(NAs-WO_3)~([1])表面先后修饰了FeOOH和NiOOH双层产氧助催化层,并得到了具有高效、稳定的NAs-WO_3/FeOOH/NiOOH光阳极材料用于光电全分解水。通过研究分析发现FeOOH~([2])具有优异的空穴捕获转移性能,适合作为中间产氧催化层直接修饰于NAs-WO_3表面,而NiOOH则具有优异的催化氧化水能力,适合作为最(本文来源于《2018第二届全国光催化材料创新与应用学术研讨会摘要集》期刊2018-09-15）
高燕燕,侯明,姜永燚,梁栋,艾军[8]（2018）在《质子交换膜燃料电池催化层化学稳定性研究》一文中研究指出本文采用Fenton试剂离线加速衰减测试考察质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化层的化学稳定性.在经100 h Fenton试剂处理后,氟离子流失测试和傅里叶红外光谱表征(ATR-FTIR)证明催化层中全氟磺酸离聚物(Nafion)发生了化学降解;通过透射电镜(TEM)观察到催化层中发生了明显的Pt颗粒团聚和炭载体腐蚀,与TEM表征相一致,循环伏安测试(CV)表明电化学活性面积(ECSA)降低了58%,并伴随着双电层区域的明显减少;FTIR测试进一步表征了炭载体的表面状态,并没有观察到明显的含氧官能团的产生,减少的炭载体可能以CO_2的形式释放出去.全电池测试表明,自由基攻击对催化层组成和结构造成了明显损坏,显着增加了催化层中的质子传导阻力和局部气体传输阻力,导致全电池性能大幅降低.(本文来源于《电化学》期刊2018年03期）
朱晓琳[9]（2018）在《高温质子交换膜燃料电池铂/碳纳米纤维催化层的制备及其性能研究》一文中研究指出基于聚苯并咪唑(PBI)的高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC),具有燃料纯度要求低、水热管理简单、成本相对低廉、系统效率高等优点,是作为分布式能源系统和移动系统的理想电源之一。然而,高温质子交换膜燃料电池目前还处于初步研发阶段,其电池性能和耐久性还不能满足大规模商业化的要求。此外,为了弱化磷酸对催化剂的毒化作用以获得较好的电池性能,目前催化层中使用的贵金属铂载量相对较高(商业电极中约为1 mg_(pt)/cm~2),大幅增加了电池成本。传统的催化层一般由催化剂颗粒密实堆积而成,并且需加入粘合剂以维持其结构的稳定,因此存在反应物供给困难、深层催化剂利用率偏低等问题。与传统方法制备的颗粒堆积型催化层不同,叁维网状结构的纳米纤维催化层(NFCL)具有如下特点:(1)无需额外添加不具有质子传导能力的粘合剂,从而提供更多的反应物传输通道;(2)叁维网状结构可提供高效的电子传输通道,纤维堆迭而成的大孔则有利于气体的快速传递;(3)纳米纤维骨架有助于分散催化剂颗粒,避免其形成大团聚体。因此,为了提高催化剂的利用率以达到降低催化剂载量的目的,本文利用超声喷涂和静电纺丝技术制备基于纳米纤维的自支撑催化层,并结合物理和化学结构表征,研究NFCL的电池性能特性,为今后催化层的制备工艺及结构设计提供一定的指导。主要研究内容包括:(1)利用超声喷涂技术制备低载量的自支撑NFCL,发现纤维直径的大小对NFCL的结构及电池性能有重要影响:纤维直径较小时纤维堆迭密集,催化剂的分散性差,催化剂颗粒大部分分散碳纳米纤维载体的表面。直径较大时纤维堆迭稀疏,催化剂则易进入孔隙深处且分散性较好。其中,以9%聚丙烯腈(PAN)制备的自支撑纳米催化层具有较好的空间结构和电池性能,最大功率密度可达300.81 mW/cm~2(阴极:0.1 mg_(Pt)/cm~2,阳极0.3 mg_(Pt)/cm~2),优于相同载量下传统颗粒堆积型催化层的性能。(2)利用静电纺丝技术制备自支撑NFCL,叁维网状结构有利于电子和气体传输,制备的NFCL催化剂在纤维表面分散均匀,比表面可达218.75 m~2/g,为电化学反应提供了更多活性位点。将其作为HT-PEMFC的阴极和阳极时均有良好的稳定性(在20 h的运行后电池基本保持平稳)。其中在0.483 mg_(Pt)/cm~2时最高功率密度可达238mW/cm~2,尽管与商业化电池性能(1 mg_(Pt)/cm~2,500 mW/cm~2)相比仍有一定距离,但考虑到本文使用的催化剂载量较低,该方法制备的纳米纤维催化层仍具有一定的优势,可为催化层的制备和结构优化提供相关指导。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
陈兴[10]（2018）在《铝—空气电池银—镍催化剂及催化层的制备与电化学性能研究》一文中研究指出随着化石能源的日渐枯竭,开发新型能源成为目前的当务之急。金属-空气电池使用活泼金属作为阳极进行失电子反应,阴极则是吸收空气中的氧气进行氧还原反应,电池放电过程中不排放任何污染,是一种清洁的高效能源系统。由于铝-空气电池的理论能量密度在金属-空气电池中仅低于锂-空气电池,而且相对于金属锂,铝的资源更丰富、价格低廉,因此铝-空气电池具有广阔的应用前景。目前影响铝-空气电池工业化生产的一大难题就是空气电极的极化严重和使用寿命不长。造成这一现象的原因是催化剂的活性不高以及空气电极内部的疏水性过低。本文将从提高催化剂活性和改善催化层内部结构这两个方面入手,重点是对相关参数进行优化,提高空气电极的放电性能。通过改变Ni相对于催化剂的担载量来对Ag/C催化剂进行改性,并使用XRD、TEM等手段对银-镍催化剂的物理性质进行表征,之后通过SEM和HRTEM对AgNi催化剂的结构进行观测。研究发现当Ni的担载量为7.76 mass%时,Ag-Ni/C催化剂的半波电位为0.695 V(νs.RHE)相比Ag/C催化剂正移56 m V。该催化剂制备成空气电极后,其在100 m A·cm-2的恒流放电下电极电位达到-0.774 V(νs.Hg/Hg O),与改性前的空气电极相比电位正移34 m V。这说明使用Ni改性催化剂后提升了空气电极的放电性能。之后对催化剂中Ni的担载量以及催化剂的制备条件进行优化。研究发现,当Ni的担载量为19.4 mass%、催化剂的还原温度为80℃、还原剂用量为理论用量的3倍时,铝-空气电池的性能达到最佳,其在100m A·cm-2下的工作电压稳定在1.421 V。对催化层的结构进行优化。包括研究催化层制备工艺中各参数对其物理性能的影响,以及利用正交试验法对制备工艺中的因素进行优化分析。正交试验的结果表明,PTFE含量的改变对空气电极的电极电位影响最大。利用优化后参数制备的空气电极在100 m A·cm-2下的电极电位为-0.288 V(νs.Hg/Hg O)。往催化层中添加造孔剂,研究造孔剂的不同种类和用量对空气电极性能的影响。结果表明加入25mass%的PEG-200可以有效增大催化层内部次生孔数量,提升电极放电能力。此条件下制得的空气电池,其工作电压可达到1.49 V。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
催化层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构。通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的叁相反应界面。测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22%。与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m3的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82. 1%和71. 4%,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
催化层论文参考文献
[1].姚国富.催化层中PTFE含量对氢氧膜电极性能的影响规律[J].船电技术.2019
[2].刘世伟,梁亮,李晨阳,刘长鹏,邢巍.高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极[J].应用化学.2019
[3].曹晓兰.铂纳米线催化层的制备及对质子交换膜燃料电池性能的影响[D].华东理工大学.2019
[4].刘家明,傅凯林,张泽,郭伟,潘牧.织构气体扩散层表面氢氧燃料电池阴极超低Pt载量催化层的磁控溅射法制备[J].高等学校化学学报.2019
[5].王顺,蔡浩,韦露,赵新生.质子交换膜燃料电池催化层孔隙率检测方法[J].电源技术.2019
[6].拉毛,包山虎,莎仁.Pd催化层对含氧氢化钇(YHx:O)薄膜光致变色调节能力的影响[J].化学学报.2019
[7].曹英男,李凌凤,李贵生.双层产氧助催化层修饰的WO3类纳米管阵列薄膜的制备及其光电催化全分解水性能研究[C].2018第二届全国光催化材料创新与应用学术研讨会摘要集.2018
[8].高燕燕,侯明,姜永燚,梁栋,艾军.质子交换膜燃料电池催化层化学稳定性研究[J].电化学.2018
[9].朱晓琳.高温质子交换膜燃料电池铂/碳纳米纤维催化层的制备及其性能研究[D].深圳大学.2018
[10].陈兴.铝—空气电池银—镍催化剂及催化层的制备与电化学性能研究[D].哈尔滨工业大学.2018
论文知识图
