铂催化剂的新载体－核壳型纳米复合物的设计、制备及作用机理

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效、清洁的发电技术，但其商业化应用仍深受成本高、寿命短的制约；而碳载铂催化剂的性能和稳定性是制约的关键。本项目研究影响催化剂性能和稳定性的核心要素―载体，提出核壳型纳米复合物(CSN)载体的新概念，考察CSN载体的制备原理和方法并重点研究CSN载体与铂的相互作用机制，旨在探索提高铂催化剂性能和稳定性的新途径。首先设计并制备高稳定性的CSN载体；研究铂在CSN载体上的担载方式并重点考察CSN载体对铂沉积过程和催化性能的影响机理；考察催化剂的衰减机制，重点解析CSN载体对催化剂稳定性的作用原理；并利用量子化学计算研究CSN载体与铂的相互作用及其与催化剂稳定性和活性的关系。本项目的实施将会促进对催化剂载体作用机制的深刻理解，为寻找和制备高稳定性、高性能的催化剂新材料提供突破口，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。