基于聚苯胺的富N-掺杂石墨烯的多孔纳米复合结构调控及其氧还原反应

基本信息
批准号:51573084
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:郭建伟
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张丽娜,王金海,杨文武,刘建权
关键词:
催化剂氧还原反应复合纳米材料质子交换膜燃料电池导电聚合物
结项摘要

The proton exchange membrane fuel cell confronts the urgent improvement on cathodic activity, stability, as well as the catalyst cost. This application planned to prepare PtxFe(1-x) –PANI/Graphene (polyaniline/Graphene) composite structure with In Situ manner, while achieved controlled adjustment for degree of PANI polymerization. Subsequently, the heat-treatment process increased the NG (nitrogen doped graphene) originated from PANI, leading to joint contribution of active NG, PtxFe(1-x) NPs. The porous nano-composite structure can be further modified with the Nafion, imidazole-type ionic liquid, enhancing the macro and micro tri-phase behaviors in electrode. Thus, the PtxFe(1-x)-PANI/Graphene structure can increase its activity, stability applications in cathodic oxygen reduction reaction, laying scientific basis further.

质子交换膜燃料电池急需突破阴极催化剂活性、稳定性制约。本申请通过原位制备PtxFe(1-x) –PANI/Graphene(聚苯胺/石墨烯)复合结构,实现对PANI聚合度可控调节;进而采用热处理手段提高PANI衍生NG(氮掺杂石墨烯)结构,以促进活性NG、PtxFe(1-x) NPs的共同贡献。通过Nafion、咪唑类离子液体调控多孔纳米复合结构,改进电极的宏观、微观三相界面行为,从而为PtxFe(1-x)-PANI/Graphen结构在电池阴极氧还原反应的中的活性、稳定性应用,垫定科学基础。

项目摘要

本项目研发的20%Pt-PANI/CNT、40%Pt-PANI/CNT催化剂,已达到商业催化剂Johnson-Matthey 40%Pt/C的技术水平,新型组装的40%Pt-PANI/CNT催化剂,具有更为优良的活性及抗衰减性,发展前景广阔;发展了常温、高温制备PtFe合金催化剂路线,指明了催化剂拓展、降低成本方向;初步打开离子型液体在催化剂的添加应用,促使了传质-材料一体化解决;发展了交流阻抗在电池测量的核心地位,奠定了国家重点项目攻关基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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