“MOFs+Single Atoms”非贵金属催化剂在PEM质子交换膜燃料电池中的应用及其存在的问题

作者：廖世军; 池滨; 邓怡杰

来源：2019第四届中国能源材料化学研讨会, 中国辽宁大连, 2019-05-25.

DOI：10.26914/c.cnkihy.2019.082767

• 非贵金属催化剂
• 单原子
• 前驱体
• MOFs+Single Atoms
• 燃料电池
• 交换膜
• PEM
• 存在的问题

近年来,使用MOFs材料作为前驱体,通过掺杂单原子形态的过渡金属元素制备高性能的非贵金属催化剂的研究取得了重要进展,为进展艰难的燃料电池非贵金属催化剂研究带来了新的希望。本课题组采用ZIF-8作为前驱体,分别采用气相掺杂技术和氮化碳辅助及稳定化Fe单原子掺杂技术制备了具有高比表面积、高单原子掺杂量的高性能非贵金属催化剂.除了考察了这类催化剂在酸性及碱性溶液中的ORR性能外,我们认真研究了这类催化剂在质子交换膜燃料电池中的性能,结果发现:基于MOFs前驱体和单原子掺杂的非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池中表现出了突出的性能,就其初始活性而言,已可完全媲美贵金属Pt/C催化剂,但是,这类催化剂制备的（燃料电池）膜电极仍然存在衰减过快的问题。针对这一问题,我们开展了一些探索性的研究工作,这些工作对于认识碳基非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池中的衰减原因和机理具有重要价值。

• 单位
  化学化工学院; 华南理工大学