质子交换膜燃料电池阳极电催化剂制备

摘要

采用液相化学还原法制备了不同反应温度下单壁碳纳米管(SWCNTs)负载型的质子交换膜燃料电池阳极电催化剂PtRu/SWCNTs(Pt和Ru的质量分数分别为20%和10%)。对催化剂进行了XRD和TEM表征,并估算了催化剂上金属的粒径、晶格参数和比表面积。研究了阳极催化剂层中PtRu/SWCNTs催化剂用量、Nafion含量和PTFE含量对单电池性能的影响。结果表明,反应温度为60℃时,PtRu/SWCNTs催化剂具有较小的粒径和较大的比表面积。阳极催化层中催化剂最佳用量和Nafion与PTFE最佳含量分别为0.6 mgPt/cm2、7%和为5%。在阳极和阴极催化剂层中Pt用量均为0.6 mg.cm-2,甲醇浓度和流量分别为2.5 mol.L-1和0.6 mL.min-1,阴极氧化剂空气操作压力和温度分别为0.2 MPa和80℃,单电池开路电压为0.6 V左右的条件下,0.3 V和0.2 V时电流密度分别为72 mA.cm-2.mg-1Pt和120 mA.cm-2.mg-1Pt。