國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：含氮碳納米團(tuán)簇對(duì)Pt基納米粒子的錨定效應(yīng)及電催化性能影響
項(xiàng)目類別：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目
項(xiàng)目編號(hào)：51372186
參與人員：木士春，研究生
起止日期：2014-2017
質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）催化劑的穩(wěn)定性問題是阻礙PEMFC產(chǎn)業(yè)化的重要瓶徑之一。當(dāng)前，通過改變活性金屬（如Pt）的晶面指數(shù)或晶形、金屬表面聚合物穩(wěn)定化或采用更穩(wěn)定的催化劑擔(dān)體等方法，催化劑的穩(wěn)定性得到一定改善，但與PEMFC長(zhǎng)期工作5000h的美國(guó)能源部國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比還有較大差距。為此，在前期研究基礎(chǔ)上，申請(qǐng)人提出了一種通過含氮碳納米團(tuán)簇的錨定效應(yīng)，大幅改善催化劑穩(wěn)定性的研究思路：即首先對(duì)活性金屬表面進(jìn)行含氮聚合物穩(wěn)定化并擔(dān)載，然后將聚合物炭化生成含氮碳納米團(tuán)簇。形成的碳納米團(tuán)簇可將金屬納米粒子牢固地錨定在優(yōu)選的抗氧化擔(dān)體表面，增大金屬-擔(dān)體作用力，大幅改善催化劑穩(wěn)定性；而且，氮碳納米團(tuán)簇中的結(jié)構(gòu)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(xiàng)目重點(diǎn)研究含氮碳納米團(tuán)簇的合成路徑、結(jié)構(gòu)調(diào)控及錨定效應(yīng)，并對(duì)合成的低或超低Pt催化劑的催化活性、穩(wěn)定性及CO耐受性進(jìn)行系統(tǒng)研究。