Pt/C催化剂衰退机制——Pt的衰退

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热心网友时间：2024-10-21 16:04

催化层在膜电极中，承担氧气与氢气反应催化作用，由Pt/C催化剂和全氟磺酸离子聚合物（离聚物）混合后，通过特定方法转移至PEM或GDL制备而成。催化能力与催化剂颗粒活性、比表面积相关。催化反应在气体、电子导体、离子导体接触的三相界面发生，形成电化学活性面积（ECSA）。

催化层中，ECSA减小，可能是铂溶解、团聚、迁移或碳腐蚀所致，导致电池活化极化加剧，内阻增大，最终燃料电池输出功率下降。

催化剂衰退机制包括奥斯瓦尔德熟化、铂团聚、铂迁移与碳腐蚀。奥斯瓦尔德熟化表现为小颗粒Pt溶解于大颗粒上，导致比表面积减小。铂溶解与奥斯瓦尔德熟化同步，加速ECSA减小。铂烧结团聚不涉及溶解过程，也是导致颗粒增大的原因。阴极与阳极间Pt带形成与迁移，既降低ECSA，也影响质子膜。

奥斯瓦尔德熟化是Pt纳米颗粒溶解于大颗粒，导致比表面积减小的过程。铂溶解与奥斯瓦尔德熟化同步加速ECSA减小。阴极的Pt带形成与迁移过程，导致ECSA降低同时影响质子膜。

催化剂衰退机制影响燃料电池性能，通过理解机制，可促进催化剂稳定性的改进，提升燃料电池效率。