通过碳化物表面修改,提高低温PEM燃料电池中的一氧化碳耐受性
Xiao-Hui Zhang1,2, Wei-Kun Yao1, Hai-Ting Zhao1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 3, 2025
概括
一种新型的无形碳化物层通过选择性地阻断一氧化碳 (CO) 中毒来增强质子交换膜燃料电池 (PEMFC). 这一突破允许使用不太纯净的源,提高燃料电池效率和成本效益.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 低温质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 由于对一氧化碳 (CO) 中毒的极度敏感性,需要高纯度的.
- 由于二氧化碳污染,使用具有成本效益的改良源具有挑战性.
- - (PtRu) 催化剂容易受到CO抑制的影响.
研究的目的:
- 制定表面修改策略,以减轻PEMFC中的CO中毒.
- 为了提高PtRu/C催化剂对CO污染的耐受性.
- 为了使燃料电池应用中使用不太纯净的原料成为可能.
主要方法:
- 在PtRu/C基板上应用0.5-0.91nm无形碳化物层.
- 电化学测量,包括旋转盘电极 (RDE) 实验.
- 在改性和常规催化剂上对二氧化碳吸附的动态研究.
主要成果:
- 无形的碳化物层选择性地促进运输,同时抑制CO扩散.
- 与传统催化剂相比,CO吸附率显著降低约50%,约为50%.
- 经过修改的催化剂在1000ppm的CO/H2下维持了20多小时的稳定运行,并在PEMFC中在1A cm-2下维持了稳定的排放,最高可达10ppm的CO.
结论:
- 使用无形碳化物的表面修饰有效地保护PtRu/C催化剂免受CO中毒.
- 经过修改的催化剂表现出前所未有的CO耐受性,远远超过标准.
- 该战略为在低温PEMFC中利用改良提供了一条可行的途径,提高了实用性和成本效益.
