载铂碳化钨的双壁碳纳米管模板制备及形态结构控制

基本信息
批准号:51264010
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:48.00
负责人:吴子平
学科分类:
依托单位:江西理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黎业生,王智祥,傅群强,胡英燕,钟华生,何福萍,李建云
关键词:
催化剂模板碳化钨双壁碳纳米管
结项摘要

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) currently mainly adopts Pt/C consisting of Pt supported on carbon black as electrocatalysts, resulting in high-cost of PEMFCs. The proposed application will use tungsten source as part of catalyst component of the electrocatalysts to reduce the consumption of Pt, exert fully the carrier function of WC and collaborative catalyst effect of WC and Pt. In the proposed method, highly dispersive double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) will be used as the template and carrier to prepare highly dispersive and fine WC. The prepared WC will be used as the carrier to enable the accumulation of Pt (3-5 nm) on its surface to fabricate a WC-Pt electrocatalyst. The study will focus on dispersive performance, surface structure, and cut principle of fine tungsten oxide template (DWCNTs) as well as sediment mechanism, granularity and surface of the tungsten oxide on the template. The mechanism of deoxidizing tungsten oxide to become WC, as well as shape control of WC, will also be studied. Finally, the carrier function of WC and the collaborative electrocatalyst effect will also be investigated through Pt sediment on the WC surface. Such a move could pave the way for establish a theoretical foundation for low cost, high electrochemical activity and durability of the PEMFC electrocatalyst.

目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)主要采用Pt担载在碳黑上的Pt/C复合材料作为电催化剂,这使得PEMFC成本居高不下。为充分发挥WC的优良载体功能和WC与Pt的协同催化效应,降低Pt用量,本申请拟通过利用廉价钨源作为电催化剂的部分催化成份,以高分散的双壁碳纳米管(DWCNTs)作为模板和载体,合成高分散且细小的碳化钨(WC),并以合成的WC为载体,在其表面沉积Pt颗粒(3-5 nm),制备WC-Pt电催化剂。具体是研究制备细小WC前驱体(氧化钨)模板DWCNTs的分散性、表面结构及短切的原理,进而研究细小氧化钨在DWCNTs模板上的沉积机理和生成氧化钨的粒度、表面形貌及其被还原成WC的机理,而后通过对WC的形貌控制,并在其表面沉积高活性的Pt颗粒,研究WC的载体作用和WC与Pt的协同电催化效应,从而为探索低成本、高活性、高寿命的PEMFC电催化剂奠定理论基础。

项目摘要

目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)主要采用Pt 担载在碳黑上的Pt/C 复合材料作为电催化剂,这使得PEMFC 成本居高不下。为充分发挥WC 的优良载体功能和WC 与Pt的协同催化效应,降低Pt 用量,本申请通过利用廉价钨源作为电催化剂的部分催化成份,以高分散的双壁碳纳米管(DWCNTs)作为模板和载体,合成了高分散且细小的碳化钨(WC),并以合成的WC 为载体,在其表面沉积Pt 颗粒(3-5 nm),制备了WC-Pt 电催化剂。具体研究了制备细小WC 前驱体(氧化钨)模板DWCNTs 的分散性、表面结构及短切的原理,进而研究了细小氧化钨在DWCNTs 模板上的沉积机理和生成氧化钨的粒度、表面形貌及其被还原成WC 的机理,而后通过对WC 的形貌控制,并在其表面沉积高活性的Pt 颗粒,研究了WC 的载体作用和WC 与Pt 的协同电催化效应,从而为探索低成本、高活性、高寿命的PEMFC 电催化剂奠定理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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