国家高技术研究发展计划(2006AA11A141)
- 作品数：5 被引量：16H指数：2
- 相关作者：邵志刚衣宝廉孙才新齐学强魏子栋更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院重庆大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金重庆市科技攻关计划更多>>
- 相关领域：电气工程理学更多>>
- 载体对Pt，Pd催化氧还原反应影响的DFT研究被引量：3
- 2008年
- 针对Pt,Pd对氧气还原(ORR)催化活性随着载体从C到TiO2改变而发生变化的实验现象,采用密度泛函方法(DFT)从理论角度研究了C和TiO2载体对Pt和Pd催化氧还原活性的影响.首先,在外加电场情况下,计算了电子给体(催化剂)与受体(氧气)之间轨道对称性、能级差以及轨道重叠程度.发现与C(110)载体相比,TiO2(110)载体可以有效地增大Pd/TiO2HOMO轨道的空间尺寸,克服了Pd/C的HOMO与O2的LUMO空间尺寸悬殊,重叠性小,因而电子转移的困难.其次,计算了ORR中间物种(Oads)在不同催化剂表面的吸附能,发现Oads在Pt/TiO2上的吸附能大于Pd/TiO2.计算的差分电子密度与分态密度显示,由于Pt与TiO2(110)表面Ti的强相互作用,增强了Oads的吸附,阻碍了ORR后续反应的进行;而Pd与TiO2表面O的强相互作用,则削弱了中间物种Oads在Pd上的吸附,使ORR后续反应顺利进行,成功地解释了为什么氧还原反应在Pd/TiO2上好于Pt/TiO2上的量子化学根源.研究显示:TiO2担载的Pt、Pd催化剂上催化ORR的活性比C担载的小,既有催化剂颗粒尺度和分散性的原因,也有电子学和量子化学方面的原因,通过增加TiO2载体的氧空位或掺杂以提高TiO2的导电性、提高金属在TiO2载体上的分散度,能够进一步提高Pd/TiO2催化氧还原反应的活性.
- 李莉魏子栋章毅齐学强夏美荣张捷邵志刚孙才新
- 关键词：TIO2
- N,Sn掺杂的TiO_2对Pt/C电催化活性的影响被引量：1
- 2010年
- 研究了N及Sn元素掺杂的TiO2(NTT)对Pt/C电催化活性的影响,并在全增湿及低增湿工况下,考察了NTT/Pt/C催化剂所构成的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。制备了N及Sn掺杂的TiO2,X射线光电子光谱法(XPS)、透射电子显微镜法(TEM)及X射线衍射光谱法(XRD)表征说明N及Sn元素已经掺入到TiO2中,其颗粒平均粒径为14.3nm,晶形为单一锐钛矿型。以不同比例混入Pt/C催化剂后,对NTT/Pt/C共混催化剂进行了循环伏安扫描和旋转圆盘电极测试,研究了其对Pt/C催化剂电化学活性面积及氧还原半波电位的影响;并在不同增湿条件下,在单电池中对NTT/Pt/C及Pt/C催化剂进行了测试。结果发现NTT不仅可以促进Pt/C催化剂活性,并且具有一定的保水能力,在低增湿工况下可以显著提升PEMFC的性能。
- 陈旭光贺高红曹亚安邵志刚衣宝廉
- 关键词：掺杂TIO2PEMFC氧还原保水
- 不同Pt粒径的Pt/C的氧还原活性和稳定性被引量：9
- 2009年
- 通过物理、电化学手段，对Pt粒径分别为1．5nm、2．3nm和3．3nm的Pt／C催化剂的活性和稳定性进行了考察。经过500次电势扫描[O．6-1．2V（vs．NHE）]后，3种催化荆的电化学活性面积（ECA）分别衰减为初始值的15％、19％和25％；扫描电势为0．9V时，单位ECA的电流密度分别上升为初始值的1．84倍、1．40倍和1．34倍。
- 周志敏邵志刚衣宝廉
- 关键词：氧还原反应稳定性
- 甲醇在Pt表面电化学氧化过程中的化学振荡被引量：1
- 2007年
- 基于甲醇电化学氧化的双途径机理,建立了能够表征甲醇电化学氧化过程电位振荡的非线性动力学模型.所建甲醇氧化系统动力学演化模型涉及三个主要的变量:电极电位(e),毒性中间体CO的表面覆盖度(x),含氧物种H2Oa的表面覆盖度(y).通过反应速率常数ki=exp(ai(e-ei))实现了化学反应与电极电位的耦合.研究发现,在不同的电流密度范围内甲醇电化学氧化呈现不同的动力学特征.甲醇电化学氧化时出现的电位振荡现象可以归因为:一是氧化过程中生成了毒性中间体CO,这是产生电化学振荡的诱因;二是强烈依赖于电极电位的非电化学反应,即,含氧物种H2Oa在Pt表面的生成与消失,则是维系振荡的直接原因.而甲醇电化学氧化体系复杂的动力学行为根源在于电极电位e对CO和含氧物种H2Oa所参与反应的耦合反馈作用.对所建模型的数值分析成功地解释了为什么甲醇电化学氧化时出现的电位振荡现象只发生在一定的电流密度范围.
- 李兰兰魏子栋齐学强孙才新尹光志
- 关键词：电化学动力学电化学振荡
- Cu^2＋对质子交换膜燃料电池氧电极性能的影响被引量：2
- 2009年
- 以旋转圆盘电极模拟PEMFC阴极,计时库仑、循环伏安、线性扫描等电化学方法研究Cu2+电解液对碳载铂催化剂电化学活性和氧还原性能的影响.结果表明,在恒电位0.49 V下,Pt/C催化剂活性比表面(ECA)明显减小,此际基底可能发生Cu欠电位沉积,从而掩盖催化剂的活性比表面;数据拟合指明Cu欠电位沉积占据催化剂表面部分氧原子吸附点位,使该点位桥式吸附的氧原子转变为顶式吸附氧原子.
- 揭晓侯俊波邵志刚衣宝廉
- 关键词：质子交换离子污染旋转圆盘电极氧还原
