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貴金屬催化劑的老化對電池的影響

更新時(shí)間:2014-01-22      點(diǎn)擊次數(shù):1417

  為延緩低溫燃料電池貴金屬催化劑的老化并延長其使用壽命,一方面,在催化劑制備過程中可通過對載體的選擇及改性等手段來增強(qiáng)催化劑金屬與載體之間的相互作用;另一方面,使用電池過程中要盡量避免電極暴露在高溫或高電位下,減少操作條件的波動(dòng),并定期對電極進(jìn)行必要的恢復(fù)處理.隨著新的催化劑制備技術(shù)的開發(fā)、新型載體的使用以及電池維護(hù)技術(shù)的日益完善,貴金屬催化劑的使用壽命定會(huì)大大延長.

    貴金屬催化劑的老化是低溫燃料電池性能衰減的一個(gè)重要原因.貴金屬催化劑老化主要體現(xiàn)在催化劑粒徑的增長、金屬氧化態(tài)的改變、組分的遷移和流失以及碳載體的腐蝕四個(gè)方面.溫度升高、電位增大以及放電條件劇烈波動(dòng)都會(huì)加速催化劑老化.溫度升高可以促進(jìn)粒子的熱運(yùn)動(dòng),使催化劑顆粒的聚集速率加快.電位對催化劑老化的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:(1)隨著電位的升高,貴金屬催化劑金屬粒子的溶解速率加快;(2)高電位下,碳載體腐蝕嚴(yán)重,金屬粒子的聚集加?。姵剡\(yùn)行條件的劇烈波動(dòng)會(huì)造成電池內(nèi)部反應(yīng)物分布不均,導(dǎo)致局部溫度和電位過高,加快催化劑老化.PEFC和DMFC性能的衰減特點(diǎn)有所不同:PEFC的陰、陽極催化劑多為擔(dān)載或非擔(dān)載型的Pt催化劑,長期放電后,陰、陽極催化劑都發(fā)生顆粒聚集,但由于陰極電位遠(yuǎn)高于陽極,陰極催化劑的溶解 沉積現(xiàn)象更為嚴(yán)重.DM FC的陽極一般采用PtRu催化劑,Ru的存在極大地抑制了Pt的聚集,但長期放電后,Ru的流失比較嚴(yán)重;另一方面,由于甲醇的滲透作用,DMFC的陰極電位低于PEFC,因此對催化劑的破壞作用相對較弱.
 

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