文档摘要：结合非色散红外光谱(NDIR)和电化学表征的方法研究了质子交换膜燃料电池阴极催化层在0.8V恒电位下,碳腐蚀的变化规律及其对Pt氧化过程的依赖性.研究发现0.8V恒电位下,Pt会导致碳载体的腐蚀更加剧烈.运行100h后,Pt/C电极的碳损失质量达到8.7%,是纯碳电极的3.5倍.Pt/C电极的碳腐蚀规律可以分为三个阶段,第一阶段呈对数增长,第三阶段呈线性增长,中间存在混合增长区.而Pt氧化物累积量分析表明Pt的氧化呈现出两段对数关系,且中间存在一个过渡区,这解释了碳腐蚀的三段规律.活跃的Pt-OH催化碳腐蚀,并快速转化成PtOx等惰性氧化物,大幅降低对碳腐蚀的促进作用,当Pt-OH含量稳定后,碳腐蚀速率达到稳态.电位阶跃工况下,Pt氧化物增长速度明显降低,碳载体质量损失达到了15.55%,几乎是恒电位工况的2倍,表明控制Pt氧化物累积速度会加速碳载体的腐蚀.
Abstract：ThevariationofcarboncorrosionanditsdependenceonPtoxidationprocessinthecathodecatalystlayerofPEMFCat0.8Vconstantpotentialwerestudiedbynon-dispersiveinfraredspectros-copy(NDIR)andelectrochemicalcharacterization.It'sfoundthatPtleadstomoreseverecorrosionofcarboncarrierat0.8Vconstantpotential.After100hours,themasslossofcarboninthePt/Celec-trodereaches8.7%,whichis3.5timesthatofthepurecarbonelectrode.ThecarboncorrosionofPt/Celectrodecanbedividedintothreestages.Thefirststageshowsthelogarithmicgrowth,whilethethirdstagefollowsthelineargrowth,andthereisamixedgrowthzoneinthemiddle.TheanalysisofPtoxideaccumulationpresentsthattheoxidationofPtexhibitsatwo-stagelogarithmicrelationship,andthereisatransitionzoneinthemiddle,whichexplainsthethree-stagelawofcarboncorrosion.TheactivePt-OHcatalyzesthecarboncorrosionofPt/CelectrodeandrapidlyconvertsintotheinertoxidessuchasPtOx,whichgreatlyreducesthecatalyticeffectoncarboncorrosion.WhenthePt-OHcontentgetsequilibrium,thecarboncorrosionratecomestoasteadystate.Underthesteppotentialcondition,thegrowthrateofPtoxideobviouslyreduces,butthemasslossofcarbonisupto15.55%,almosttwicethatunderconstantpotentialcondition,indicatingthatcontrollingtheaccumulationrateofPtoxidecouldacceleratethecorrosionofcarboncarrier.
作者：刘明俊 周芬 朱振 黄鹏涛 姚志鹏 潘牧 Author：LIUMingjun ZHOUFen ZHUZhen HUANGPengtao YAOZhipeng PANMu
作者单位：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070;武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室,湖北武汉430070武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉430070;武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室,湖北武汉430070;先进能源科学与技术广东省实验室佛山仙湖实验室,广东佛山528200
刊名：电源技术 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofPowerSources
年，卷(期)：2024, 48(6)
分类号：TM911.4
关键词：碳载体腐蚀 0.8V恒电位 Pt催化剂 Pt氧化物
Keywords：corrosionofcarbonsupport 0.8Vconstantpotential Ptcatalyst Ptoxides
机标分类号：TM911.4O643.36TG146.2
在线出版日期：2024年7月9日
基金项目：国家自然科学基金高电位下PEMFC阴极催化层Pt对碳腐蚀的影响[
期刊论文] 电源技术--2024, 48(6)刘明俊 周芬 朱振 黄鹏涛 姚志鹏 潘牧结合非色散红外光谱(NDIR)和电化学表征的方法研究了质子交换膜燃料电池阴极催化层在0.8V恒电位下,碳腐蚀的变化规律及其对Pt氧化过程的依赖性.研究发现0.8V恒电位下,Pt会导致碳载体的腐蚀更加剧烈.运行100h后,Pt/C电...参考文献和引证文献
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