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摘要：甲醇燃料电池(DMFC)具有能量密度高、燃料资源丰富及存储方便等优点,在移动设备供电等领域应用前景广阔。电池的稳定性和运行寿命对于产业化重大,影响稳定性的因素,表现错综复杂,其中电催化剂的稳定性至关。本论文电催化剂的稳定性,对不同放电阶段的性能衰减、影响稳定性的主要因素及稳定性的改进等了研究。以单池放电试验考查了电池和催化剂性能随时间的变化。结果,催化剂粒径随放电时间的延长而增加;阳极催化剂的聚结低于阴极,其原因在于阳极催化层中钌氧化物或水合氧化物对铂微晶聚结的抑制作用;催化剂的电化学表面积损失率高于比表面积损失率;阳极催化剂中钌由阳极透过聚合物电解质膜迁移至阴极,导致催化剂和电池性能的衰减。考查了温度、电位、中间产物及杂质等因素对电催化剂稳定性的影响。结果,温度和电极电位的升高加速催化剂粒子的聚结;高温放电时铂钌催化剂的合金化提高;高电位加速铂钌催化剂中钌的流失;电位波动对电催化剂的影响大于恒定高电位的影响;甲醛和甲酸不利于甲醇氧化反应的;Fe~(3+)和Cr~(3+)的存在降低电池性能,且电池性能恢复。以电位扫描法考查了电催化剂的稳定性。结果,低电位扫描对铂钌催化剂无影响;阳极电位超过0.7V时,钌的流失加重;碳载体的氧化处理可提高Pt/C催化剂的电化学稳定性。。制备了聚合物-石墨复合双极板,该复合在DMFC的阳极和阴极环境中均表现出优良的耐腐蚀性。关键词：甲醇燃料电池论文电催化剂论文稳定性论文双极板论文
摘要3-4
Abstract4-10
章 文献综述10-40
1.1 甲醇燃料电池及其工作原理10-14
1.1.1 简介10-11
1.1.2 DMFC 工作原理11-12
1.1.3 阳极电催化氧化反应12-13
1.1.4 阴极电催化还原反应13-14
1.2 电极的稳定性14-24
1.2.1 电催化剂的稳定性15-21
1.2.1.1 催化剂粒子的聚结15-16
1.2.1.2 活性组分的迁移和流失16-20
1.2.1.3 碳载体的腐蚀20-21
1.2.2 聚合物电解质膜的稳定性21-23
1.2.2.1 聚合物电解质膜的降解和磺酸基团的流失22-23
1.2.2.2 甲醇对聚合物电解质膜的溶解23
1.2.3 疏水的降解及电极疏水性的改变23-24
1.3 中间产物与处理条件对稳定性的影响24-26
1.3.1 电极反应中间产物的生成24-25
1.3.2 处理条件对电催化剂的影响25-26
1.4 电池系统内部环境对稳定性的影响26-30
1.4.1 双极板和端板的腐蚀26-28
1.4.2 密封的降解28-29
1.4.3 反应物进料引入杂质的影响29-30
1.5 课题研究内容30-31