质子交换膜燃料电池铂铁催化剂的设计与制备文献综述
2020-06-23 08:06
文献综述 1.1 引言 当今,在化石能源的日益枯竭,且当今社会又对能源的需求越来越大的情况下,对于新能源的合理开发、储存及转化的研究得到了广泛的重视,而电力能源作为最常见、最重要的一种能源类型,已经渗透到社会发展的方方面面。
在国家节能减排、绿色环保的政策下,从便携式电子产品,商业和工业建筑,到住宅用电,公用事业规模应用,都需要在开发替代性,可再生和可持续能源方面努力,从而缓解亟需解决的能源短缺的问题。
燃料电池作为提供电能的装置之一,其目标是取代汽油动力并提供环保可持续产品,从而减少传统能源燃料潜在的不利影响。
具体而言,当下已经花费了大量精力来设计不需要太多化石燃料消耗的清洁能源替代品,从而减轻传统能源可能有害的二氧化碳排放和温室气体的产生。
因此,采用可持续发展战略,一个关键目标是创造高效,稳健和稳定的燃料电池架构,降低总体成本,从而提高其总体竞争力并最终接受大众市场。
燃料电池通过燃料(氢气,甲醇或甲烷)和相应的助燃剂(氧气或空气)在催化剂的作用下发生氧化还原反应,直接将化学能转化为电能,从而有效提高能量转化效率,并且反应产物为清洁无污染的纯水,符合未来绿色生活的要求,是一种最为理想的能量转化装置。
当下存在多种燃料电池(FC),包括固体氧化物燃料电池(SOFC),熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC),每种体系都具有特定的优点和缺点。
相比于SOFC(700-1000 ℃)和MCFC(600-700 ℃)的性能和适用性受到各自的电解质、腐蚀相关的问题的局限性抑制,PEMFC能在较低的温度下快速启动,且简易便携,这就降低了其发展要求。
而在PEMFC的性能中,铂(Pt)基催化剂材料占主要因素。
因此,在Pt基催化剂材料中掺杂过渡金属后,有相当的催化性能,将在燃料电池方面有巨大的应用前景[1]。
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