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tysoe铁杆木虫 (著名写手)
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电催化剂的研究－制备与表征
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现在由于石油的价格突飞猛进，以氢能和甲醇为燃料的直接甲醇电池就成为了大家关注的焦点。特别是各国的政府为了战略的需要往往都投入巨资进行相应的研发。我们国家现在主要大的课题还是燃料电池汽车和可用于某些特殊领域的动力系统。特别是2008年将至，绿色奥运就更加注重环保和技术的更新换代，因此国内现在准备在2008年时北京首先运营氢能燃料电池客车。这方面的工作以清华大学和大连化物所牵头来作，特别是将新源动力分出化物所之后，这方面的工作就更加的突出了。 以上是燃料电池的研究意义和背景。而作为电池的很重要的一部分的电催化剂就发挥十分重要的作用了。目前主要的关于电催化剂制备的书籍还不是很多，但是方法可谓千差万别。目前主要的技术瓶颈在于催化剂的寿命不长，不能够为电池提供主要的技术保障，所以如何制备具有高活性而且具有较长寿命的催化剂已经成为这个领域的焦点。 表征方面有原位表征，模型催化剂研究以及在MEA中的研究等等，所有的这些研究一个方面从理论上知道其反应途径和机理，另一方面提高催化剂的利用率，尤其是贵金属催化剂的利用率。所以催化剂的制备从以下几个方面入手。。。。 未完，待续 [ Last edited by daiqiguang on 2007-5-9 at 18:02 ] |
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aijunhao2002230(金币+1,VIP+0):多谢交流！：）
aijunhao2002230(金币+1,VIP+0):多谢交流！：）
| 我有个师兄做的也是电催化，毕竟现在能把两个专业完美的结合在一起的技术和人员还不是很多，即使有效结合的都不多，甚至做电催化的研究者就不多，毕竟结合起来有一点难度，单独的催化就涉及了大量的综合知识，再掺杂进来电化学就更不容易了！个人觉得还是催化剂在其中的使用寿命问题是个关键，对于任何一个催化剂来说，在实验室达到一种理想的效果好像并不是很困难，但是如果在模拟实际条件下的应用效果好像比较容易出问题，更不用说较长的使用寿命或者寿命短却有非常快速有效的再生方式了！比如工业上重整催化剂在很短的时间内就发生失活，不也是一样实现其工业应用么！关键是催化剂使用的环境决定了其再生的方式！总之，象楼主所说，电催化的研究很有意义也很有前途！ |
12楼2007-10-22 16:32:32
tysoe
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continued
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电化学催化作用的概念由前苏联Kobosev等提出后，经Bockris、Grubb等大力倡导，而今在燃料电池领域已广泛使用。电催化作用是指在电场作用下，存在于电极表面或溶液相中的修饰物(电活性或非电活性物种)能促进或抑制在电极表面上发生的电子转移反应，而修饰物本身并不发生化学变化的一种催化作用。电催化作用包括初级效应与次级效应，前者来自电极表面与反应物、产物、中间体之间的相互作用，后者包括电极的双电层结构对电极反应速率的影响。双电层内的电场强度对参加电化学反应的分子或离子具有显著的活化作用，可以改变反应所需的活化能(二者相比，前者的影响远大于后者)。与多相催化不同，电极反应的驱动力不仅受浓度、温度、压力等因素的影响，而且与电荷转移而引起的电场强度有关。电催化与多相催化的相同之处在于反应物或中间产物在界面区的吸附及其在反应过程中的作用。近年来，“电子因素”和“几何因素”通常用来讨论反应物在电催化剂表面上的吸附及其相互作用。 多孔气体扩散电极(GDE)的应用极大地增加了电极电化学反应的表观几何面积，提高了电极的交换电流密度 与反应速率。然而，在多孔GDE中，气、液、固三相共存，粒径尺度范围较宽，在燃料电池研究中，不仅要考虑电催化剂本身的催化活性、稳定性、电子电导率、催化剂活性粒子与载体的相互作用等，而且要考虑电化学反应的界面现象、各种极化效应，在微时空尺度内电子、质子、反应物、产物、中间体的传输、迁移过程，水、热的分配管理等。这不仅导致电极过程比多相催化反应过程更为复杂，而且使许多在多相催化研究中行之有效的方法在一定程度上受到了限制。 电催化剂直接影响燃料电池的性能、稳定性、使用寿命与商业化成本，是燃料电池研制的关键材料之一。目前，高温燃料电池(MCFC、SOFC)电催化剂的研究比较成熟。MCFC阳极电催化剂主要为Ni或在Ni中掺杂其它元素如Cr、Al及Cu等，阴极电催化剂主要是NiO或NiO中掺杂少量钴、银、锗和氧化镧等。高温SOFC阳极电催化剂多半使用Ni/YSZ，阴极电催化剂使用Sr掺杂的LaMnO3等。近年来开发的中温SOFC通常采用Sr、Fe掺杂的LaCoO3、SrCoFeO3-x和Sr掺杂的SmCoO3等混合导电材料。PEMFC尤其是DMFC由于工作温度低，阳极燃料电催化氧化反应动力学速率慢，电极过程比较复杂，相关的研究报道很多，简要介绍如下。 |
2楼2007-03-30 01:32:54
tysoe
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