燃料电池催化剂的杂质毒化机制及纳米微囊型催化剂的设计、制备与作用机理

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效、清洁的发电技术，但其稳定性仍难以达到商业化要求。杂质对催化剂的毒化是影响PEMFC稳定性的重要因素，但目前催化剂毒化机制还不够明晰，特别缺少抑制毒化的有效方法。本项目针对催化剂毒化问题，研究铂及铂合金催化剂的毒化机理，提出空心纳米微囊型铂合金催化剂（PtM@HNC）的新概念，考察其制备原理和方法并重点研究其作用机制，旨在探索提高催化剂耐毒化能力的新途径。首先研究铂及铂合金的杂质毒化机制和纳米微囊材料的除杂质机理，据此筛选出理想的铂合金和纳米微囊材料并制备PtM@HNC催化剂，然后结合实验和量子化学计算深入研究PtM@HNC催化剂抑制毒化的作用机制，并考察催化剂组成、结构与其催化活性和稳定性的相互关系。本项目的实施将促进对催化剂毒化机制的深刻理解，为寻找新的高稳定性催化剂提供突破口，促进燃料电池的研究和开发；对电催化理论的丰富和发展也具有重要意义。