國家自然科學基金項目：含氮碳納米團簇對Pt基納米粒子的錨定效應及電催化性能影響
項目類別：國家自然科學基金項目
項目編號：51372186
參與人員：木士春，研究生
起止日期：2014-2017
質子交換膜燃料電池（PEMFC）催化劑的穩定性問題是阻礙PEMFC產業化的重要瓶徑之一。當前，通過改變活性金屬（如Pt）的晶面指數或晶形、金屬表面聚合物穩定化或采用更穩定的催化劑擔體等方法，催化劑的穩定性得到一定改善，但與PEMFC長期工作5000h的美國能源部國際標準相比還有較大差距。為此，在前期研究基礎上，申請人提出了一種通過含氮碳納米團簇的錨定效應，大幅改善催化劑穩定性的研究思路：即首先對活性金屬表面進行含氮聚合物穩定化并擔載，然后將聚合物炭化生成含氮碳納米團簇。形成的碳納米團簇可將金屬納米粒子牢固地錨定在優選的抗氧化擔體表面，增大金屬-擔體作用力，大幅改善催化劑穩定性；而且，氮碳納米團簇中的結構氮還可增加催化劑的活性位，有助于提高催化劑的電催化活性。本項目重點研究含氮碳納米團簇的合成路徑、結構調控及錨定效應，并對合成的低或超低Pt催化劑的催化活性、穩定性及CO耐受性進行系統研究。