一、直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展（论文文献综述）
袁玮键[1]（2021）在《基于碳气凝胶的高浓度微型直接甲醇燃料电池研究》文中研究指明信息技术的飞速发展对于电源系统提出了愈来愈高的要求,微型直接甲醇燃料电池（Micro direct methanol fuel cell,μDMFC）因其高能量密度、高转换效率、无污染等特点,被认为是便携式电子设备电源的理想解决方案之一。然而μDMFC面临的传质管理、催化剂中毒等问题使其无法直接在高浓度燃料下运行。此前,研究人员所提出的解决思路绝大多数从宏观尺度出发,大多会在电池内引入新的结构或器件,不仅降低电池的比能量,也会增加了系统的复杂度。针对此,本文基于三维纳米材料碳气凝胶的微结构特性,以不增加系统复杂性为前提,围绕高浓度μDMFC的微尺度传质管理问题,在理论模型仿真的基础上,对于膜电极固有结构进行优化设计,并提出一种新型的燃料供给方法,以实现高浓度高性能的微型直接甲醇燃料电池。针对高浓度甲醇供给下的μDMFC,基于电化学、热力学及多孔介质多相流理论建立了二维两相稳态传质模型,仿真模拟了膜电极内甲醇及水的传质特性,结果表明,甲醇渗透产生的过电位、水对阳极反应速率及质子交换膜质子传导率的影响是电池性能的决定因素,除对膜电极结构进行优化增强阴极返水能力、降低甲醇渗透外,燃料供给蒸汽内合理的甲醇/水摩尔比是高浓度μDMFC稳定运行所必须的。基于超亲水的氮掺杂碳气凝胶设计并制备了一种阴极催化层水管理结构,通过在质子交换膜阴极一侧形成高水浓度及压力,提高了阴极向阳极的返水通量。由于甲醇渗透的减小及氧气传质的增强,阴极极化显着下降,μDMFC的使用浓度及性能均有提升,稳定性增强;同时使得蒸汽进液模式下的阳极极化减小,性能提升31.3%。采用石墨烯气凝胶分别构建了μDMFC阴、阳极微孔层结构,利用石墨烯气凝胶自身的微结构和特性以优化气液两相管理效果。基于石墨烯气凝胶阳极微孔层结构显着地降低了μDMFC放电过程中的甲醇渗透,同时优化了CO2的排出,最高功率密度提升超过20%,工作甲醇浓度由3 M提升至6 M。基于石墨烯气凝胶的阴极微孔层通过增大阴极催化层中水向外侧的传输阻力,优化了阴极向阳极的返水效果,μDMFC稳定放电时间增至三倍,通过降低粘结剂含量使得电池性能得到进一步的提升。基于多孔介质蒸发过程提出一种μDMFC燃料供给结构,降低燃料供给蒸汽相内甲醇/水的摩尔比。建立两相非等温瞬态模型,探究多孔介质性质对于二元溶液蒸发过程的影响。采用碳气凝胶作为甲醇水溶液的汽化载体,选择性地增强其与甲醇分子的相互作用时的极化力、色散力以调节表面张力,从而降低了甲醇/水的相对挥发度。新型燃料供给方法对于甲醇水溶液蒸发的调控作用保证了膜电极内甲醇及水的传质平衡,使得μDMFC直接运行在16 mol/L浓度下,最高功率密度为22 m W cm-2,长时间放电测试中于6 h内维持了20 m W cm-2(±2 m W cm-2)的高稳定输出。
石彩金[2]（2021）在《基于聚苯胺的N，P掺杂炭材料的制备及其在直接甲醇燃料电池中的性能研究》文中认为结构简单的直接甲醇燃料电池（DMFC）是一种理想的能源转化装置,而其阴阳极反应缓慢的动力学需要大量的催化剂来加速其反应,而成本高,储量有限,耐久性差的铂基（Pt/C）贵金属是DMFC中应用最广泛的氧还原（ORR）催化剂。近年来,杂原子共掺杂炭材料有望代替Pt基贵金属催化剂用于ORR,但是杂原子共掺杂炭材料前驱体的合成过程复杂且环境污染严重,因此简化合成过程同时形成形貌可控的杂原子共掺杂炭材料,对于前驱体的优化是一项亟待解决的问题。聚苯胺（PANI）因其合成过程简单,富含氮元素,导电性高,电化学稳定性好等优势而被广泛用于电催化剂材料。但是单独的聚苯胺结构比较单一,活性位点在测试过程中容易失活,影响其催化性能。石墨烯类材料由于独特的光电以及机械性能,在电催化剂方面备受关注。但是完整的石墨烯片是化学惰性的,不能单独作为ORR的电催化剂。而种类繁多,廉价易得的生物质材料也是一类好的前驱体材料,但是其导电性差。基于以上问题,本文以植酸掺杂合成的三维聚苯胺与石墨烯类材料以及生物质材料形成的复合物为前驱体,既改善了聚苯胺在催化过程中的失活问题,又增加了石墨烯材料的活性位点以及弥补了生物质材料导电性差等不足。此外,该聚苯胺基复合材料在热解过程中可以实现氮,磷元素的共掺杂,简化杂原子共掺杂前驱体的制备过程,而且同时形成了形貌可控的多种基于N,P掺杂的炭材料。而且所制备的这些材料可以增加杂原子掺杂炭材料催化剂的种类,距离非贵金属代替贵金属Pt/C作为DMFC电催化剂的目标更进一步。具体研究内容如下:（1）以植酸作为掺杂剂,通过原位氧化法合成了聚苯胺,将不同比例的聚苯胺与石墨烯复合,制备了一系列聚苯胺/石墨烯复合材料。通过SEM,FT-IR和XRD对聚苯胺及复合材料进行表征。以该复合材料作为前驱体,通过热解法制备了一系列氮、磷和硫共掺杂三维多孔石墨烯（NPS G）材料作为DMFC中ORR电催化剂。通过SEM,XRD和XPS等手段表征炭材料的形貌和结构。探讨了聚苯胺含量对ORR催化性能的影响。电化学测试表明当石墨烯与苯胺的质量比为1:50时,即NPS G2,该催化剂表现出比商业Pt/C更高的起始电位（1.09 V vs.RHE）,四电子转移途径和良好的甲醇耐受性。此外,用一系列聚苯胺基NPS G负载铂纳米粒子（Pt NPs）作为MOR电催化剂,Pt/NPS G2催化剂对MOR表现出最佳的催化性能,其电流密度是商业Pt/C的2.9倍,稳定性也优于商业Pt/C催化剂。（2）在上一章优化的聚苯胺含量的基础上,制备了聚苯胺/石墨烯泡沫复合物,采用SEM,FT-IR和XRD对该复合材料进行表征。通过铁盐和镍盐引入铁镍元素,设计了一种新型的聚苯胺基无贵金属铁镍,氮磷共掺杂石墨烯泡沫（Fe Ni@NP-GF）材料作为ORR催化剂。利用多种表征手段对该炭材料的形貌和结构等进行了表征。探讨了掺杂Fe Ni合金对ORR催化性能的影响。电化学测试表明:与不含过渡金属（NP-GF）和仅含一种过渡金属（Fe@NP-GF,Ni@NP-GF）的催化剂相比,所制备的Fe Ni合金掺杂聚苯胺基催化剂（Fe Ni@NP-GF）表现出更正的半波电位（0.74 V vs.RHE）和更高的电流密度(4.81 m A cm-2),此电流密度可以与商业Pt/C相媲美,而且该催化剂具有比商业Pt/C更好的稳定性和抗甲醇性能。此外,将Fe Ni@NP-GF负载Pt NPs作为MOR电催化剂,Pt/Fe Ni@NP-GF催化剂对MOR的催化性能（质量活性）是商业Pt/C催化剂的1.6倍,也具有比Pt/C催化剂更好的稳定性。（3）以三维聚苯胺为基底,采用廉价易得,富含氮元素的壳聚糖和蚕丝生物质材料为原料,设计了高氮含量的聚苯胺/壳聚糖/蚕丝水凝胶,通过SEM,FT-IR和XRD对水凝胶进行了表征。将该水凝胶作为前驱体,通过热解法制备了新型的聚苯胺基多孔非贵金属钙,氮,磷共掺杂生物质炭材料（Ca@NP6C4）,采用多种表征手段对该聚苯胺基炭材料的形貌和结构进行了表征。EDS表明该材料中的N含量高达29.71 wt%,XPS表明N的主要掺杂构型为吡啶N和石墨N。探讨了蚕丝和聚苯胺的含量对ORR催化性能的影响。电化学测试表明聚苯胺基Ca@NP6C4催化剂表现出更正的起始电位（0.94 V vs.RHE）,四电子转移过程,以及比商业Pt/C更高的稳定性和抗甲醇性能。将Ca@NP6C4负载Pt NPs作为MOR电催化剂,Pt/Ca@NP6C4对MOR的催化活性是Pt/C催化剂的1.6倍,循环稳定性也优于Pt/C催化剂。
武娜[3]（2021）在《镍基/碳复合物的制备及其电催化性能研究》文中指出燃料电池是一种将化学能转变为电能的能源转换装置,具有效率高,污染排放低等优点,能有效缓解传统化石燃料引起的能源危机和环境污染问题。直接甲醇燃料电池（DMFC）和直接尿素燃料电池（DUFC）由于其燃料来源丰富、价格低廉和运输、存储方便而得到了广泛的关注。这两种燃料电池的阳极反应均为6电子转移过程,动力学相对缓慢,需要借助催化剂来加快其反应速率。目前,阳极催化剂大多使用贵金属基催化剂,由于其稀缺性且成本高,阻碍了DMFC和DUFC的商业化应用,因此,开发一种廉价、活性高和稳定性良好的非贵金属基催化剂是十分必要的。其中,镍基催化剂对于甲醇氧化反应（MOR）和尿素氧化反应（UOR）均具有较高的活性,但是,由于镍基催化剂自身的导电性差和比表面积低,通常将其负载于比表面积高和导电性好的基底上制备成复合材料。本论文,通过浸渍法和水热法将氯化镍或氢氧化镍负载于聚苯胺-聚乙烯醇（PPH）或聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚乙烯醇（PPSH）导电高分子水凝胶（含N或S原子）载体上,形成NiCl2@PPH、Ni（OH）2@PPH和NiCl2@PPSH等前驱体,在氮气气氛下不同温度热解后制备了镍纳米晶、镍纳米晶/氧化镍均匀分布在N或S掺杂的碳基质上的复合物,即Ni/N-C、Ni/NiO-N-C和Ni/S-C复合物。对复合物进行了一系列结构表征,包括TGA、XRD、SEM、TEM、Raman和XPS。然后,将复合物作为MOR和UOR的电催化剂,经过一系列电化学测试（循环伏安法CV、计时电流法CA和交流阻抗测试EIS）研究了它们的电催化性能。具体内容和结果如下:（1）PPH浸泡于不同浓度的氯化镍水溶液中数小时,经冷冻干燥后得到NiCl2@PPH,在氮气气氛中不同热解温度下制备Ni/N-C复合物,即活性组分镍纳米晶嵌入到氮掺杂碳基质的催化剂。考察了不同制备条件如氯化镍浓度、浸泡时间和热解温度,对催化剂电化学性能的影响（电催化氧化甲醇和尿素）。并对制备的催化剂进行了一系列结构和形貌表征,分析催化剂具有的结构与性质之间的关系。结果表明,在最优条件下,即PPH在5 M的NiCl2溶液中浸泡18 h后在氮气气氛下500℃热解,制得的Ni/N-C@500催化剂,具有最高的催化活性,在0.6 V（vs.SCE）的电压下,甲醇的氧化电流密度为146.7m A·cm-2,尿素的氧化电流密度为192.7 m A·cm-2。对于MOR和UOR,经过500次和1000次的循环伏安测试,电流密度保留率分别为87.1%和79%,此外,在CO中毒实验中,Ni/N-C@500催化剂对MOR的电流密度的保留率为初始值的85%,证明了该催化剂具有对于甲醇和尿素优异的催化氧化活性、稳定性和较好的抗一氧化碳中毒性,这主要归因于N掺杂碳基底提高了复合物导电性的同时保护了催化活性物质Ni纳米晶。（2）将PPH置于15 ml含有1 m M的氯化镍溶液和6 m M的尿素溶液的高温反应釜中,采用水热法在一定温度下恒温2 h,自然冷却后经冷冻干燥得到Ni（OH）2@PPH,在氮气气氛中不同热解温度下制备了Ni/NiO-N-C复合物,即活性组分镍纳米晶/氧化镍嵌入到氮掺杂碳基质的催化剂。系统的考察了不同制备条件如热解温度对催化剂电化学性能的影响（电催化氧化甲醇和尿素）。并对制备的催化剂进行了一系列结构和形貌表征,分析催化剂具有的结构与性质之间的关系。结果表明,在最优条件下,即PPH在80℃下恒温反应18 h,经冷冻干燥后,在氮气气氛下500℃热解制得的Ni/NiO-N-C-500催化剂,具有最高催化活性。在0.8 V（vs.SCE）的电压下,甲醇的氧化电流密度为178.1 m A·cm-2,尿素的氧化电流密度为301 m A·cm-2。经过12 h的i-t测试,电流保留率分别为74%和76%。甲醇和尿素中1000次循环前后的接触电阻分别由1.51Ωcm2和1.35Ωcm2增加到1.69Ωcm2和1.39Ωcm2。以上结果表明了该催化剂具有对于甲醇、尿素优异的催化氧化活性和稳定性,这主要源于活性物质Ni和NiO之间的协同效应,N掺杂基底不仅调节了催化剂中的电子结构,还促进了电子运输。（3）将PPSH浸泡于一定浓度的氯化镍溶液中数小时,经过冷冻干燥后得NiCl2@PPSH,在氮气气氛中不同热解温度下,制备了一种Ni/S-C复合物,即活性组分镍纳米晶嵌入到硫掺杂碳基质的催化剂。系统的考察了不同制备条件如氯化镍浓度、浸泡时间和热解温度对催化剂电化学性能的影响（电催化氧化甲醇和尿素）。并对制备的催化剂进行了一系列结构和形貌表征,分析催化剂具有的结构与性质之间的关系。PPSH在3 M的NiCl2溶液中浸泡18 h,在氮气气氛中500℃下热解,制得具有最高的催化活性的Ni/S-C复合物。在0.8 V（vs.SCE）的电压下,甲醇的氧化电流密度为213.4 m A·cm-2,尿素的氧化电流密度为326 m A·cm-2。经过12 h的i-t测试,在甲醇和尿素电解液中的电流密度保留率分别为67%和80%。表明了该催化剂对于甲醇和尿素氧化反应具有优异的催化活性和稳定性,这主要归因于一方面根据XPS数据分析可知S掺杂的碳基质固定了具有催化活性的Ni（III）,另一方面复合物具有的多孔层状结构且含有导电性好的Ni3S2,促进了催化反应过程中的质量传递和电荷传递。
吴昆泽[4]（2021）在《碳掺杂二氧化钛载体Pt基催化剂用于直接甲醇燃料电池的研究》文中认为直接甲醇燃料电池是理想的新能源汽车储能装置。作为燃料电池催化剂的商业Pt/C,其催化活性不高和稳定性较差的缺点,严重阻碍了其在商业领域的应用。而金属氧化物相比于碳材料存在金属与金属氧化物相互作用,同时还具有更高的机械强度,作为铂基催化剂载体稳定性更好。然而,金属氧化物的电化学电阻较大,不利于催化剂的电化学反应进程,本文通过引入杂原子对金属氧化物进行改性研究。通过使用等离子气相化学沉积（PECVD）法一步合成碳掺杂的TiO2-C载体材料,最后采用微波法将Pt负载在TiO2-C载体上,制备了Pt/TiO2-C催化剂。与碳载体材料相比,碳掺杂的引入能够有效地调节TiO2的电子结构和表面状态。碳掺杂形成电子空穴提高了TiO2表面的电子云密度,同时掺杂过程在TiO2表面引入大量的缺陷,从而更有利于Pt负载在TiO2载体的表面。电化学测试结果表明,在500℃制得的载体载铂后性能最优。其甲醇氧化峰电流密度是商业Pt/C的两倍,长循环稳定性同样优异,循环5000圈后电流保留率是商业Pt/C的4倍。同时,全电池性能测试中,Pt/TiO2-C催化剂的最大功率密度接近85 mW·cm-2而Pt/C催化剂的最大功率密度只有55 mW·cm-2。在上述基础上,以三聚氰胺为氮源,采用PECVD法进一步引入外来N元素制备了TiO2-N-C载体材料。由于形成N-C配位起到固定Pt颗粒的作用,此外N的掺杂使得催化剂中铂和TiO2之间的相互作用增强,从而有利于提升催化剂的稳定性。电化学测试结果表明,氮碳共同掺杂催化剂性能明显优于碳掺杂催化剂。Pt/TiO2-N-C催化剂的甲醇氧化峰电流密度比Pt/TiO2-C提高了13.6%,恒电位时间电流测试Pt/TiO2-N-C催化剂的电流保留了其最大值的42.5%,要远高于Pt/TiO2-C的17.1%。全电池测试中,Pt/TiO2-N-C催化剂的最大功率密度为90 mW·cm-2。
宁凡迪[5]（2021）在《高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究》文中指出质子交换膜燃料电池和现有的电源技术（锂离子电池,镍氢电池,锌离子电池等）相比,在安全性,电网的兼容能力,使用寿命等方面都具有较大的优势。但是,燃料电池的比功率与上述提及的电源技术相比,却处于较低的水平。较低的比功率意味着在同等功率输出下,燃料电池需要更大的质量和体积。较低的比功率极大的限制了质子交换膜燃料电池的应用场景。因此,我们从提高功率密度,减小质量/体积两个方面入手解决这一问题。1)提出并成功制备了一种满足质子传导需求的锥形有序质子导体阵列Nafion膜。并通过磁控溅射负载Pt纳米颗粒,喷涂负载石墨烯纳米片,首次构筑了完整的“三相界面”,即传质,电子,质子的传导。并经过一系列的优化,锥形Nafion阵列PEMFC（H2-O2,80℃）的峰值功率密度高达1.24 W cm-2。2)进一步,我们提出了一种通过减小有序质子导体阵列尺寸,提高电池性能的策略。通过尺寸调控,首次制备了纳米尺寸的有序质子导体阵列。有序质子导体阵列（D40）直径仅为40nm,密度可达2.7×1010/cm2,几何比表面积为51.5cm2/cm2,是无阵列Nafion膜的51.5倍。采用D40的PEMFC（H2-O2,80℃）峰值功率密度进一步提升至1.47 W cm-2。3)燃料电池阴极一侧的氧还原反应是限制燃料电池性能的关键反应。我们探索了另外一种“纳米压印”的制备方法,为双侧阵列的制备提供了解决方案。双侧阵列的形貌和尺寸均可以通过模板的更换进行调整。双侧有序质子导体阵列有望进一步降低催化剂载量,并提高燃料电池性能。4)我们以打孔的石墨烯膜和碳纳米管膜复合膜为基底,通过简单的抽滤制备了一种轻薄的,高导电和导热热的扩散层。该该扩散层的厚度仅为75μm,远小于商业碳纸的厚度（190μm）,大幅度降低了扩散层的厚度。更重要的是,该扩散层的方块电阻低至0.11 Ω sq-1,仅仅是商业碳纸的1/18。在自呼吸电池测试中（25℃,常压）,该碳纸显示出了高达172.2mW cm-2的峰值功率密度。5)为了降低双极板的质量和体积,我们制备了一种一体化的,轻质的,超薄的塑料双极板。这种塑料双极板的材料是聚甲氧基硅烷（PDMS）,流场区域尺寸为5×10 cm的流场板厚度仅为0.7 mm,重量仅为3.35 g。该流场板能够极大程度的降低了电池整体的质量和体积。
严文锐,张劲,王海宁,卢善富,相艳[6]（2021）在《重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望》文中研究指明甲醇作为一种安全便捷的液态储氢燃料,具有高含氢量以及高体积能量密度,可经重整为富氢气后与燃料电池系统集成为重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池,从而高效地将甲醇和氧气的化学能转变为电能。本文针对重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池的不同类型（外置重整型和内置重整型）,分别对其系统集成的实现与发展进行了总结,并介绍了其现阶段在军用和民用方面的应用情况,同时指出了技术研究与应用存在的瓶颈,并对未来的研究方向进行了展望。未来提升重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池性能的努力在于开发低温工作的高效甲醇重整催化剂,以及高温稳定运行的聚合物电解质膜和非贵金属材料等燃料电池关键材料。
AL-KHAWLANI AMAR（阿里）[7]（2021）在《碱性直接甲醇燃料电池中Pd基阳极电催化剂的合成及性能改进》文中研究说明直接甲醇燃料电池（Direct methanol fuel cell,DMFC）是一种电化学装置,可以将存储在甲醇中的化学能直接转化为电能。它具有能量转化效率高、燃料来源丰富、运输和储存方便、成本低等特点,具有广阔的应用前景。然而,迄今为止,它仍然面临一些阻碍其实现商业化的挑战,包括催化剂的高成本、甲醇氧化中间产物的毒化作用、缓慢的甲醇氧化动力学过程以及甲醇渗透等问题。为提高催化剂的活性和抗中毒能力,本文以碳材料为载体,以乙二醇为还原剂,制备了一系列Pd基纳米电催化剂,用于碱性介质中的甲醇电氧化反应。通过在Pd基催化剂中引入过渡金属组分（如Ni和Cu）,可以改善钯纳米粒子在碳载体表面的分散状况,这与过渡金属在载体表面形成的氧化物/水合氧化物等有关。同时X-射线光电子能谱显示,过渡金属组分对Pd纳米粒子具有协同效应,这有助于Pd基催化剂甲醇氧化性能的提高。将具有不同形貌和结构特征的碳载体（如碳纳米管、活性炭黑和石墨烯纳米片等）组合起来,构建复合碳载体,可以有效地改进碳载体的空间结构,增加碳载体的表面利用率,使催化剂纳米金属粒子得到有效的分散,从而增大其电化学活性表面积,提高甲醇电氧化活性。将过渡金属组分的协同效应和复合碳载体的结构效应结合起来,制备了PdNi/CNTs-GNPs和PdCu/CNTs-GNPs催化剂,其甲醇电氧化性能得到了进一步的改进。研究表明,过渡金属组分的协同效应和碳载体的空间结构效应对于Pd基催化剂甲醇氧化性能的改善具有重要意义。
胡浩,魏书荣,朱宏涛,宋昆,尚国政[8]（2020）在《甲醇燃料电池特征参数测量电路》文中提出为掌握甲醇燃料电池工作特性,更好地管控燃料电池运行状态,需准确测量电池特征参数。采用ATMEGA8L微控制器在无外接芯片或辅助电路的前提下实现对电池电压的高精度测量,运用DA18B20数字温度传感器进行温度测量,提升测量中的抗干扰性。利用直接测量的电压、温度、电流值等数据,作为输入参数,间接测量燃料浓度。通过实验得出:燃料电池电流值通过电子负载设定,电流值与燃料浓度相关,该方法能够辅助甲醇燃料电池工作在最佳功率输出点附近,充分发挥电池性能。
张璇[9]（2020）在《铜基纳米材料的合成及其在电催化反应上的应用》文中指出燃料电池具有清洁、高效的特点,发展高性能电催化材料是促进燃料电池进一步发展的必需途径。近年来,铜基纳米催化剂的在电催化方面展现出优异的应用前景。铂铜复合电催化剂可以有效提升电催化性能,并降低催化剂中铂的使用量。本文围绕PtCu合金催化剂的合成、表征以及其燃料电池相关的氧气还原反应（ORR）和甲醇氧化反应（MOR）电催化活性进行了研究,具体内容如下:1.通过两种不同的合成方法,分别得到了球形结构和空心结构的纳米催化剂,并且探究了 Cu纳米颗粒的反应时间、铂铜投入比及合成方法对催化剂结构和性能的影响。其中,发现两步法合成的PtCu纳米颗粒能减少Cu的氧化,暴露更多的合金晶面。另外,发现空心结构的PtCu纳米催化剂的电化学活性更加优异,Cu的引入可以有效的调节Pt的电子结构,进而改变Pt对氧（或甲醇）的吸附能,有利于ORR与MOR催化活性的提高。结果表明:低铂中空结构PtCu/C（PtCu-1/10）纳米催化剂,在0.9 V时的质量活性为0.55 AmgPt-1,是商业Pt/C的3.3倍;在0.9 V时的比活性为1.26 mAcm-2,是商业Pt/C的3.7倍,其较高的质量活性和比活性归因于空心结构PtCu/C（PtCu-1/10）纳米颗粒的合金效应,以及它特殊的空心结构。同时,在甲醇氧化反应过程中,PtCu/C（PtCu-1/5）催化剂表现出较强的电催化活性,该催化剂在0.59 V（vs.SCE）的甲醇氧化反应质量活性为1.6 AmgPt-1,比活性为3.5 mAcm-2,分别是商业Pt/C催化剂的2.1倍和1.5倍,同时其稳定性也优于商业Pt/C催化剂。2.成功合成了多面体凹陷结构的PtCu合金催化剂、框架结构的PtCu合金催化剂、八面体结构的PtCu合金催化剂。其中,还探索了多面体凹陷结构PtCu合金催化剂的生长过程,发现随着铂源还原时间的延长,PtCu纳米颗粒刻蚀效果愈发明显,同时形貌大小更加规整。另外,八面体结构的PtCu合金催化剂表现出优异的ORR性能,并且其ORR性能优于商业Pt/C催化剂。说明了特殊结构的催化剂既有利于传质又可以提供更多的活性位点,对催化剂的研究有参考意义。
徐秀月[10]（2020）在《元素添加对纳米多孔PtFe合金结构和催化性能的影响》文中提出由纳米金属韧带与纳米孔隙组成的纳米多孔金属是一种新型的功能材料,具有高比表面积、高导电性等特点,可在催化、电容器、传感等领域实现应用。脱合金化法工艺简单、成本低,成为制备纳米多孔材料的首选工艺。非晶合金不存在晶体缺陷以及相分离,化学成分和组织结构均匀,形成范围宽、组元含量可调,是脱合金化制备纳米多孔金属的理想前驱体材料。针对目前甲醇燃料电池领域常用的电氧化催化剂铂基纳米多孔合金易发生CO中毒的缺陷,本论文以Fe65Pt10B25非晶合金为基础合金,分别添加适量Pd、Ag、Ru元素,制备Fe-Pt-M-B（M=Pd、Ag、Ru）非晶合金,利用脱合金化方法制备Pt-M-Fe（M=Pd、Ag、Ru）三元纳米多孔合金。分析添加元素对纳米多孔合金形貌结构与甲醇催化性能的影响,并进行成分优化,开发出具有优异催化性能的新型纳米多孔合金体系。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱分析技术（EDS）、电化学分析技术以及振动样品磁强计对纳米多孔合金的相组成、孔结构,甲醇电催化性能以及磁性能进行评价。主要研究工作如下:（1）以Fe65Pt10-xPdxB25（x=05）急冷合金条带为前驱体恒电位脱合金化成功制备出由单一fcc相组成的纳米多孔Pt（Pd）Fe合金。三元纳米多孔PtPdFe合金平均孔径尺寸为966 nm。在酸性环境中,正、反扫氧化峰电流密度比值（jf/jb）分别为2.1和5.4,抗CO中毒能力高于二元纳米多孔PtFe合金。（2）以Fe65Pt10-xAgxB25（x=02）非晶合金条带为前驱体成功制备出由单一fcc相组成的纳米多孔Pt（Ag）Fe合金。三元纳米多孔PtAgFe合金平均孔径约为10 nm。在酸性环境中,其jf和jf/jb分别为0.57 mA cm-2和2.3,甲醇电催化活性与抗CO中毒能力高于二元纳米多孔PtFe合金。（3）以Fe65Pt10-xRuxB25（x=04）非晶合金条带为前驱体电化学脱合金化后成功制备出由单一fcc相组成的纳米多孔Pt（Ru）Fe合金。x=0、2合金脱合金后的纳米多孔合金平均孔径尺寸为67 nm,韧带尺寸为78 nm。在酸性环境中,其jf/jb分别为4.6和8,有效提高催化剂抗CO中毒能力。（4）Fe65Pt10-xRuxB25（x=04）非晶合金条带及脱合金后的纳米多孔合金均显示出明显软磁性能。脱合金化后,纳米多孔样品饱和磁感应强度由17.5增加到23.2 emu/g。
二、直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展（论文提纲范文）
（1）基于碳气凝胶的高浓度微型直接甲醇燃料电池研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.2 微型直接甲醇燃料电池概述 |
| 1.3 被动式高浓度微型直接甲醇燃料电池研究现状 |
| 1.3.1 膜电极传质管理结构研究现状 |
| 1.3.2 高浓度μDMFC燃料供给研究现状 |
| 1.4 碳气凝胶材料研究现状 |
| 1.5 高浓度μDMFC研究存在的主要问题 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 高浓度μDMFC二维两相传质模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高浓度μDMFC二维两相传质模型建立 |
| 2.2.1 模型求解域 |
| 2.2.2 模型控制方程 |
| 2.2.3 参数设定及边界条件 |
| 2.3 仿真结果与分析 |
| 2.3.1 甲醇供给浓度的影响 |
| 2.3.2 高浓度燃料供给下水的影响 |
| 2.3.3 高浓度μDMFC传质管理策略分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于超亲水碳气凝胶的阴极催化层水管理结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法及测试原理 |
| 3.2.1 实验所用设备及试剂 |
| 3.2.2 实验方法及表征测试 |
| 3.3 阴极催化层水管理结构设计 |
| 3.3.1 理论分析 |
| 3.3.2 氮掺杂碳气凝胶物理表征 |
| 3.4 电池性能测试及机理探究 |
| 3.4.1 不同阴极水管理结构μDMFC性能测试 |
| 3.4.2 阴极催化层水管理结构对μDMFC性能影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于石墨烯气凝胶的气液两相管理结构设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于GA的膜电极制备及测试方法 |
| 4.2.1 石墨烯气凝胶制备 |
| 4.2.2 阳极微孔层制备及μDMFC装配 |
| 4.2.3 阴极微孔层制备及μDMFC装配 |
| 4.2.4 物理表征及电化学测试 |
| 4.3 阳极GA微孔层对μDMFC性能影响分析 |
| 4.3.1 GA含量对μDMFC性能影响 |
| 4.3.2 基于GA的阳极气液两相管理机理探究 |
| 4.4 阴极GA微孔层对μDMFC性能影响分析 |
| 4.4.1 理论分析及设计 |
| 4.4.2 GA含量对μDMFC性能影响 |
| 4.4.3 甲醇渗透测试 |
| 4.4.4 PTFE含量优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于多孔介质蒸发过程的燃料供给结构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔介质蒸发模型 |
| 5.2.1 模型求解域 |
| 5.2.2 模型控制方程 |
| 5.2.3 模型边界条件、初始值及参数 |
| 5.2.4 仿真结果与讨论 |
| 5.3 多孔介质蒸发实验 |
| 5.4 电池测试结果及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）基于聚苯胺的N，P掺杂炭材料的制备及其在直接甲醇燃料电池中的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 燃料电池 |
| 1.2 直接甲醇燃料电池 |
| 1.2.1 直接甲醇燃料电池概况 |
| 1.2.2 直接甲醇燃料电池构成及工作原理 |
| 1.3 直接甲醇燃料电池催化剂 |
| 1.3.1 直接甲醇燃料电池催化剂概述 |
| 1.3.2 聚合物基氧还原催化剂概述 |
| 1.3.3 聚合物基甲醇氧化催化剂概述 |
| 1.4 本论文的研究目的与研究内容 |
| 第2章 聚苯胺基N,P,S掺杂的多孔炭材料作为直接甲醇燃料电池的电催化剂 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 聚苯胺/石墨烯复合物(PANI/G)的制备 |
| 2.2.4 NPS G系列样品的制备 |
| 2.2.5 Pt/NPS G系列催化剂的合成 |
| 2.2.6 工作电极的制备 |
| 2.2.7 电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PANI及 PANI/G复合物的形貌表征 |
| 2.3.2 PANI及 PANI/G复合物的结构表征 |
| 2.3.3 NPS G的合成过程及形貌表征 |
| 2.3.4 NPS G的结构表征 |
| 2.3.5 Pt/NPS G催化剂的形貌表征 |
| 2.3.6 Pt/NPS G催化剂的结构表征 |
| 2.3.7 ORR性能分析 |
| 2.3.8 MOR性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于聚苯胺的FeNi,N,P掺杂炭材料作为直接甲醇燃料电池的电催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 聚苯胺/石墨烯泡沫复合物(PANI/GF)的制备 |
| 3.2.4 FeNi@NP-GF催化剂的制备 |
| 3.2.5 Pt/FeNi@NP-GF催化剂的制备 |
| 3.2.6 电极的制备 |
| 3.2.7 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PANI/GF复合物的形貌表征 |
| 3.3.2 PANI/GF复合物的结构表征 |
| 3.3.3 FeNi@NP-GF催化剂的合成及形貌表征 |
| 3.3.4 FeNi@NP-GF催化剂的结构表征 |
| 3.3.5 Pt/FeNi@NP-GF催化剂的形貌表征 |
| 3.3.6 Pt/FeNi@NP-GF催化剂的结构表征 |
| 3.3.7 ORR性能测试 |
| 3.3.8 MOR性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 聚苯胺基水凝胶衍生的Ca,N,P掺杂多孔炭作为直接甲醇燃料电池的电催化剂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 丝素蛋白溶液的制备 |
| 4.2.4 壳聚糖/蚕丝水凝胶及Ca@NC材料的制备 |
| 4.2.5 聚苯胺/壳聚糖/蚕丝水凝胶(PANI/CS/SF)的制备 |
| 4.2.6 Ca@NPC催化剂的制备 |
| 4.2.7 Pt/Ca@NP_6C_4催化剂的制备 |
| 4.2.8 电极的制备 |
| 4.2.9 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 CS/SF/PANI_6水凝胶的形貌表征 |
| 4.3.2 CS/SF/PANI_6水凝胶的结构表征 |
| 4.3.3 Ca@NP_6C_4催化剂的合成及形貌表征 |
| 4.3.4 Ca@NP_6C_4催化剂的结构表征 |
| 4.3.5 Pt/Ca@NP_6C_4催化剂的形貌表征 |
| 4.3.6 Pt/Ca@NP_6C_4催化剂的结构表征 |
| 4.3.7 ORR性能测试 |
| 4.3.8 MOR性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）镍基/碳复合物的制备及其电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.3 直接甲醇燃料电池的研究进展 |
| 1.3.1 直接甲醇燃料电池的特点及工作原理 |
| 1.3.2 直接甲醇燃料电池存在的问题 |
| 1.3.3 碱性甲醇燃料电池阳极催化剂 |
| 1.4 直接尿素燃料电池的研究进展 |
| 1.4.1 直接尿素燃料电池的特点及工作原理 |
| 1.4.2 碱性尿素燃料电池阳极催化剂 |
| 1.5 催化剂载体的选择 |
| 1.5.1 碳材料载体 |
| 1.5.2 泡沫金属 |
| 1.5.3 导电纤维布和海绵 |
| 1.5.4 导电高分子水凝胶 |
| 1.6 课题研究的意义及内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料的表征 |
| 2.3.1 热重分析 |
| 2.3.2 X射线衍射 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 激光拉曼光谱 |
| 2.3.6 X射线光电子能谱 |
| 2.4 电化学测试方法 |
| 2.4.1 循环伏安法 |
| 2.4.2 计时电流法 |
| 2.4.3 电化学阻抗 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 镍/氮-碳复合物的制备及其电催化氧化甲醇和尿素的性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 PPH的制备 |
| 3.2.2 镍/氮-碳复合物的制备 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌表征 |
| 3.3.2 催化氧化甲醇的性能研究 |
| 3.3.3 催化氧化尿素的性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 镍/氧化镍-氮-碳复合物的制备及其电催化氧化甲醇和尿素的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 镍/氧化镍-氮-碳复合物的制备 |
| 4.2.2 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌与结构表征 |
| 4.3.2 催化氧化尿素的性能研究 |
| 4.3.3 催化氧化甲醇的性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 镍/硫-碳复合物的制备及其电催化氧化甲醇和尿素的性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 PPSH的制备 |
| 5.2.2 镍/硫-碳复合物的制备 |
| 5.2.3 电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 结构与形貌表征 |
| 5.3.2 催化氧化尿素的性能研究 |
| 5.3.3 催化氧化甲醇的性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）碳掺杂二氧化钛载体Pt基催化剂用于直接甲醇燃料电池的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池研究现状 |
| 1.3 DMFC研究现状 |
| 1.4 DMFC阳极催化剂研究现状 |
| 1.4.1 甲醇氧化反应机理 |
| 1.4.2 阳极催化剂研究方向 |
| 1.5 铂基催化剂载体材料的研究现状 |
| 1.5.1 新型碳载体材料的研究现状 |
| 1.5.2 金属氧化物载体材料研究现状 |
| 1.6 本课题研究目的及主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2 材料的结构表征 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.2.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.2.4 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.2.5 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3 材料的制备及性能测试 |
| 2.3.1 膜电极的制备 |
| 2.3.2 催化剂的制备 |
| 2.3.3 工作电极的制备 |
| 2.4 催化剂的电化学性能测试 |
| 第3章 碳掺杂TiO_2载体材料及催化剂性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气相沉积时间对催化剂性能的影响 |
| 3.2.1 载体材料的制备 |
| 3.2.2 催化剂的物理表征 |
| 3.2.3 催化剂的电化学性能 |
| 3.3 气相沉积反应温度对催化剂性能的影响 |
| 3.3.1 载体材料和催化剂的制备 |
| 3.3.2 催化剂的物理表征 |
| 3.3.3 催化剂的电化学性能 |
| 3.4 商业Pt/C和 Pt/TiO_2–C的电化学性能对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TiO_2-N-C载体材料及其催化剂性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiO_2-N-C载体和催化剂的制备 |
| 4.3 催化剂的物理表征 |
| 4.4 不同反应时间催化剂的电化学性能对比 |
| 4.5 Pt/TiO_2-N-C,商业Pt/C和 Pt/TiO_2-C的电化学性能对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章: 绪论 |
| 1.1 燃料电池的发展历史 |
| 1.2 燃料电池的分类 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池 |
| 1.2.2 碱性燃料电池 |
| 1.2.3 磷酸燃料电池 |
| 1.2.4 高温熔融碳酸盐燃料电池 |
| 1.2.5 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.6 不同电解质类型燃料电池的比较 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池与其它电源技术的比较 |
| 1.4 高功率密度质子交换膜燃料电池关键材料研究进展 |
| 1.4.1 质子交换膜研究进展 |
| 1.4.2 催化剂的研究进展 |
| 1.4.3 气体扩散层的研究进展 |
| 1.4.4 双极板的研究进展 |
| 1.5 燃料电池先进制备技术与工艺的进展 |
| 1.6 论文内容 |
| 1.6.1 有序质子导体研究 |
| 1.6.2 高导热,高导电石墨烯基气体扩散层研究 |
| 1.6.3 轻薄、柔性、自密封、一体化塑料双极板研究 |
| References |
| 第二章 基于高密度、有序的锥形Nafion阵列的高性能质子交换膜燃料电池 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 锥形质子导体阵列膜的制备 |
| 2.2.3 锥形质子导体阵列膜的清洗 |
| 2.2.4 Pt纳米颗粒的负载与定量 |
| 2.2.5 石墨烯纳米片负载和定量 |
| 2.2.6 质子交换膜燃料电池的制备 |
| 2.2.7 电池测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 制备有序Nafion阵列的催化剂层 |
| 2.3.2 高性能有序Nafion阵列膜电极 |
| 2.3.3 不同Pt负载量电池性能优 |
| 2.3.4 不同石墨烯纳米片载量电池性能优化 |
| 2.3.5 不同长度Nafion阵列电池性能优化 |
| 2.3.6 锥形Nafion阵列制备电池的优异寿命 |
| 2.4 本章小结 |
| References |
| 第三章: 基于高比表面积纳米质子导体阵列的高性能质子交换膜燃料电池 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 有序质子导体阵列的制备 |
| 3.2.3 有序膜电极集合体(MEA)的制备 |
| 3.2.4 电池测试 |
| 3.2.5 物理表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 有序纳米质子导体阵列的制备与表征 |
| 3.3.2 不同长度的AAO模板和相应质子导体阵列的SEM |
| 3.3.3 不同孔径AAO模板以及相应有序质子导体阵列的SEM |
| 3.3.4 纳米质子导体阵列的优势分析 |
| 3.3.5 燃料电池性能及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| References |
| 第四章: 双侧有序质子导体阵列研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和仪器 |
| 4.2.2 有序质子导体阵列的制备 |
| 4.2.3 有序膜电极集合体(MEA)的制备 |
| 4.2.4 电池测试 |
| 4.2.5 物理表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同形貌有序质子导体制备流程图 |
| 4.3.2 纳米压印条件优化 |
| 4.3.3 不同形貌质子导体阵列的对比 |
| 4.3.4 性能对比与分析 |
| 4.3.5 纳米压印制备双侧质子导体阵列 |
| 4.4 本章小结 |
| References |
| 第五章: 高导热,高导电石墨烯基气体扩散层研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂和仪器 |
| 5.2.2 碳材料的分散 |
| 5.2.3 石墨烯膜以及碳纳米管膜的激光打孔 |
| 5.2.4 抽滤扩散层 |
| 5.2.5 电池制备 |
| 5.2.6 电池测试 |
| 5.2.7 物理表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同抽滤基底电池性能与分析 |
| 5.3.2 真空吸附辅助激光打标电池性能与分析 |
| 5.3.3 抽滤扩散层各层组分含量调控 |
| 5.3.4 抽滤扩散层总体载量调控 |
| 5.3.5 全电池性能与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| References |
| 第六章: 轻质、柔性、自密封、一体化塑料双极板研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂与仪器 |
| 6.2.2 流场板模具与流场板制备 |
| 6.2.3 流场板的验漏 |
| 6.2.4 流场板气体进出口激光打标 |
| 6.2.5 电池的制备 |
| 6.2.6 电池测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 波浪状,咬合式密封条流场板 |
| 6.3.2 微米尺寸流道流场板的设计 |
| 6.3.3 激光打孔流场板进出气口通道 |
| 6.3.4 5×10 cm单电池性能优化 |
| 6.3.5 短堆的组装与测试 |
| 6.3.6 热管理 |
| 6.3.7 10片单电池串联短堆 |
| 6.4 本章小结 |
| References |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望（论文提纲范文）
| 1 外置重整甲醇燃料电池（ERMFC) |
| 1.1 基本原理 |
| 1.2 甲醇重整器与高温燃料电池电堆的耦合 |
| 1.3 外置重整甲醇燃料电池系统的集成 |
| 2 内置重整甲醇燃料电池（IRMFC) |
| 2.1 基本原理 |
| 2.2 内置重整甲醇燃料电池的器件结构与性能 |
| 2.2.1 温度对内置重整甲醇燃料电池性能的影响及应对策略 |
| 2.2.2 IRMFC器件结构设计 |
| 2.3 内置重整甲醇燃料电池系统的构建 |
| 3 结语与展望 |
（7）碱性直接甲醇燃料电池中Pd基阳极电催化剂的合成及性能改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池简介 |
| 1.2.1 燃料电池分类 |
| 1.2.2 燃料电池的发展历史及现状 |
| 1.3 直接醇类燃料电池(DAFC) |
| 1.4 碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC) |
| 1.4.1 碱性直接甲醇燃料电池的概念 |
| 1.4.2 碱性直接甲醇燃料电池的发展历史 |
| 1.4.3 碱性直接甲醇燃料电池的工作原理 |
| 1.4.4 碱性直接甲醇燃料电池的特点 |
| 1.5 碱性直接甲醇燃料电池Pd基阳极催化剂 |
| 1.5.1 甲醇在Pd表面的氧化机理 |
| 1.5.2 直接甲醇燃料电池阳极电催化剂的研究进展 |
| 1.6 本论文的选题意义和主要研究内容 |
| 1.6.1 课题的选题意义及目标 |
| 1.6.2 课题的研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 主要研究路线 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 实验药品 |
| 2.4 电化学测试 |
| 2.4.1 实验装置 |
| 2.4.2 催化剂的电化学测试 |
| 2.5 物理表征 |
| 2.5.1 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.5.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.5.3 XRD测试技术 |
| 第3章 过渡金属的引入对Pd基催化剂甲醇氧化性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PdNi/CNTs和 PdCu/CNTs催化剂的制备 |
| 3.2.1 Pd/CNTs催化剂的制备 |
| 3.2.2 PdNi/CNTs催化剂的制备 |
| 3.2.3 PdCu/CNTs催化剂的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ni的引入对Pd基催化剂甲醇氧化性能的影响 |
| 3.3.2 Cu的引入对Pd基催化剂甲醇氧化性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 混合碳载体的采用对Pd基催化剂甲醇氧化性能的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 混合碳载体负载催化剂的制备 |
| 4.2.1 Pd/GNPs和 Pd/C催化剂的制备 |
| 4.2.2 Pd/CNTs-GNPs催化剂的制备 |
| 4.2.3 Pd/CNTs-C催化剂的制备 |
| 4.2.4 Pd/C-GNPs催化剂的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Pd/CNTs-GNPs催化剂的甲醇氧化性能 |
| 4.3.2 Pd/CNTs-C催化剂的甲醇氧化性能 |
| 4.3.3 Pd/C-GNPs催化剂的甲醇氧化性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 PdNi/CNTs-GNPs和 PdCu/CNTs-GNPs催化剂的甲醇电氧化性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PdNi/CNTs-GNPs和 PdCu/CNTs-GNPs催化剂的制备 |
| 5.2.1 PdNi/CNTs-GNPs催化剂的制备 |
| 5.2.2 PdCu/CNTs-GNPs催化剂的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 PdNi/CNTs-GNPs催化剂的甲醇氧化性能 |
| 5.3.2 PdCu/CNTs-GNPs催化剂的甲醇氧化性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）甲醇燃料电池特征参数测量电路（论文提纲范文）
| 1 参数测量 |
| 1.1 测量装置 |
| 1.1.1 测量原理 |
| 1.1.2 电压测量 |
| 1.1.3 温度测量 |
| 1.2 甲醇浓度测量 |
| 1.2.1 判断甲醇浓度最小值 |
| 1.2.2 确定甲醇燃料浓度值 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 测量误差分析 |
| 2.2 甲醇浓度测量误差分析 |
| 3 结论 |
（9）铜基纳米材料的合成及其在电催化反应上的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 燃料电池的出现及发展 |
| 1.2.2 燃料电池的分类及工作原理 |
| 1.2.3 燃料电池相关热力学原理、动力学原理及效率 |
| 1.3 燃料电池氧还原(ORR)反应 |
| 1.3.1 氧气还原反应的动力学相关原理 |
| 1.3.2 氧气还原反应动力学测试方法 |
| 1.3.3 Pt的氧还原反应机制与动力学 |
| 1.3.4 Pt合金上的氧还原反应 |
| 1.4 甲醇燃料电池氧化反应(MOR)的反应机制 |
| 1.5 铜基纳米催化剂的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究内容、目的和意义 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 研究目的和意义 |
| 第二章 空心铂铜纳米颗粒的合成及其氧还原反应和甲醇氧化反应催化活性 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验中涉及的试剂与仪器 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 纳米晶的合成方法 |
| 2.3.2 纳米晶的负载 |
| 2.3.3 样品的物理表征 |
| 2.3.4 纳米催化剂的电化学测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 一锅法合成PtCu纳米颗粒的形貌与结构表征 |
| 2.4.2 两锅法合成PtCu纳米颗粒的形貌与结构表征 |
| 2.4.3 PtCu (PtCu-1/10)空心纳米催化剂的XPS表征 |
| 2.4.4 纳米催化剂的电化学测试 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 纳米框架结构的铂铜合金的合成及氧还原反应催化活性 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验中涉及的试剂与仪器 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 PtCu纳米颗粒的合成方法 |
| 3.3.2 纳米晶的负载 |
| 3.3.3 样品的物理表征 |
| 3.3.4 纳米催化剂的电化学测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 框架结构纳米晶的形貌表征 |
| 3.4.2 框架结构纳米催化剂的物相表征 |
| 3.4.3 框架结构纳米催化剂的电催化性能 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的论文 |
| 作者和导师的介绍 |
| 附件 |
（10）元素添加对纳米多孔PtFe合金结构和催化性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 纳米多孔金属材料概述 |
| 1.2 直接甲醇燃料电池 |
| 1.2.1 直接甲醇燃料电池工作原理 |
| 1.2.2 直接甲醇燃料电池阳极电催化剂简介 |
| 1.3 脱合金化法制备纳米多孔金属 |
| 1.3.1 脱合金化法的发展 |
| 1.3.2 前驱体材料 |
| 1.3.3 脱合金化机制 |
| 1.4 本论文的研究意义,内容及创新点 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 实验内容及方法 |
| 2.1 实验方案与技术路线 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.3 样品制备 |
| 2.3.1 制备母合金锭 |
| 2.3.2 制备前驱体合金条带 |
| 2.3.3 制备纳米多孔合金样品 |
| 2.4 材料结构与形貌表征 |
| 2.4.1 结构表征 |
| 2.4.2 形貌观察和成分分析 |
| 2.5 纳米多孔材料性能测试 |
| 2.5.1 催化性能测试 |
| 2.5.2 磁性能测试 |
| 3 三元纳米多孔PtMFe(M=Ru,Pd,Ag)合金结构、形貌表征与性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe-Pt-M-B前驱体合金的电化学性质 |
| 3.3 三元纳米多孔Pt Pd Fe合金微结构、形貌表征与性能测试 |
| 3.3.1 微结构表征 |
| 3.3.2 形貌表征与成分分析 |
| 3.3.3 催化性能测试 |
| 3.3.4 小结 |
| 3.4 三元纳米多孔Pt Ag Fe合金微结构、形貌表征与性能测试 |
| 3.4.1 微结构表征 |
| 3.4.2 形貌表征与成分分析 |
| 3.4.3 催化性能测试 |
| 3.4.4 小结 |
| 4 三元纳米多孔Pt Ru Fe合金微结构、形貌表征与性能测试 |
| 4.1 微结构表征 |
| 4.2 形貌表征与成分分析 |
| 4.3 脱合金化过程 |
| 4.4 催化性能测试 |
| 4.5 磁性能测试 |
| 4.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展（论文参考文献）
- [1]基于碳气凝胶的高浓度微型直接甲醇燃料电池研究[D]. 袁玮键. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]基于聚苯胺的N，P掺杂炭材料的制备及其在直接甲醇燃料电池中的性能研究[D]. 石彩金. 新疆大学, 2021
- [3]镍基/碳复合物的制备及其电催化性能研究[D]. 武娜. 中北大学, 2021(01)
- [4]碳掺杂二氧化钛载体Pt基催化剂用于直接甲醇燃料电池的研究[D]. 吴昆泽. 燕山大学, 2021(01)
- [5]高比功率质子交换膜燃料电池关键材料与技术研究[D]. 宁凡迪. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望[J]. 严文锐,张劲,王海宁,卢善富,相艳. 化工进展, 2021(06)
- [7]碱性直接甲醇燃料电池中Pd基阳极电催化剂的合成及性能改进[D]. AL-KHAWLANI AMAR（阿里）. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [8]甲醇燃料电池特征参数测量电路[J]. 胡浩,魏书荣,朱宏涛,宋昆,尚国政. 电源技术, 2020(09)
- [9]铜基纳米材料的合成及其在电催化反应上的应用[D]. 张璇. 北京化工大学, 2020(02)
- [10]元素添加对纳米多孔PtFe合金结构和催化性能的影响[D]. 徐秀月. 大连理工大学, 2020(02)