质子交换膜燃料电池铂基催化剂研究进展北大核心CSCD

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业化PEMFC仍采用铂基纳米材料作为催化剂,其中缺乏低成本、高效的阴极催化剂是限制PEMFC性能提升和成本降低的关键因素之一。本文综述PEMFC催化剂的结构可控制备及其对阴极氧还原反应和膜电极性能的影响,阐述调控催化剂结构提高PEMFC性能的方法,特别是提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极中贵金属用量的研究进展。     

PEMFC阴极催化层结构分析

采用CCS法（catalyst coated substrate）构建铂纳米颗粒（Pt-NPs）和铂纳米线（Pt-NWs）双层催化层结构,分析其对单电池电化学性能的影响。对于富铂/贫铂双层铂纳米颗粒结构,靠近质子交换膜侧的富铂层中致密的铂颗粒结构能促进ORR速率,而靠近气体扩散层一侧的具有更高的孔隙率和平均孔尺寸的贫铂层,有利于反应气体的传输和扩散,当贫富铂层铂载量比为1:2时,单电池测试表现出最优性能,在0.6 V时的电流密度达到了1.05 A·cm^-2,峰值功率密度为0.69 W·cm^-2,较常规单层催化层结构提升了21%。在以Pt-NPs作为基底层时生长Pt-NWs时,得到了梯度分布的双层结构。铂颗粒的存在促进了铂前驱体的还原,并为新形成的铂原子提供了沉积位置。在Pt-NPs基底上生长的Pt-NWs具有更均匀的分布以及更致密的绒毛结构,并且自然形成了一种梯度分布。优化后的Pt-NWs催化层在0.6 V时的电流密度提高了21%。含有双层催化层结构的膜电极具有更高的催化剂利用率,对阴极催化层结构的优化和制备提供了新思路。     

稀土双(11-钨硅酸)钾的质子导电性研究(英)

研究了K13［Ln（SiW11O39）2］nH2O（Ln=La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd）的质子导电性研究表明其导电性不仅与物质本性有关，也与外界条件如温度、频率等有关，不同结构的杂多化合物给出不同结构的质子导电性．总结了质子导电性随温度、结晶水数目、频率的变化总趋势．基于实验数据得出一些重要结论，所得数据未见文献报道．     

混合价化合物的研究(Ⅱ)─—电化学及现场光谱电化学方法研究非质子介质中Dawson结构杂多阴离子[HAs_2Mo_(18)O_(62)]~(n-)的电还原性质

以电化学和现场紫外－可见－近红外及现场FTIR光谱电化学方法对Dawson结构杂多阴离子［HAS2Mo18O62］5－在非质子介质（CH3CN）中的电还原过程进行了研究．结果表明，该杂多阴离子在非质子介质中经历4步单电子还原反应，所产生的杂多蓝阴离子在近红外区出现宽广的价间电荷转移吸收带，而红外区Mo＝O端键及Mo—O—Mo桥键的特征吸收峰在还原后均有不同程度的红移．     

β-烷氧羰基乙基三氯化锡配合物的合成、结构表征及酯交换反应

合成了13个标题化合物ROCOCH2CH2SnCl3.L (R=C1-5烷基;L=DBSO, HMPA), 通过元素分析、IR和1H NMR进行了表征。n-PrOCOCH2CH2SnCl3.DBSO的晶体结构分析表明, 该晶体属正交晶系; 空间群P212121; a=1.062, b=1.427, c=1.635; Z=4。该化合物为含有分子内羰基配位和Lewis碱配位的具有畸变八面体构型的单分子有机锡化合物。研究了CH3OCOCH2CH2SnCl3.L和醇的酯交换反应, 提出了分子内Lewis酸催化的反应机理。     

二正丁基锡(Ⅳ)-邻菲咯啉-单核苷酸混配配合物的合成与表征

本文研究了二正丁基邻菲咯啉二氯锡(Ⅳ)(n-Bu)2SnCl2(phen)与单核苷酸(Nu)在近生理pH水溶液中的作用, 结果表明, 二正丁基邻菲咯啉二氯锡(Ⅳ)的一个顺氯原子被单核苷酸取代, 得到了(n-Bu)2Sn(phen)(Nu)Cl型混配新配合物,单核苷酸以磷酸根氧原子与锡(Ⅳ)键合, 并给出了其结构。     

稀土金属作用下芳香醛、酮的还原偶联反应

由Ln/ROH/TMSCl组成的体系能选择性地使芳香族醛、酮还原偶联形成频哪醇, 产率优良, 而对脂肪族醛酮呈惰性。     

新型四硫代富瓦烯衍生物的合成及其性质的研究

合成了3个新的含有卤素取代基的四硫代富瓦烯衍生物及6个新的相关化合物。利用溶液的电子吸收光谱对四硫代富瓦烯衍生物的性质进行了研究。研究结果表明, 四硫代富瓦烯衍生物的分子中π轨道之间的能级差较小, 因而分子具有较高的稳定性。     

全钒液流电池用电极与质子交换膜的研究进展

钒氧化还原液流电池(VRFB),是一种环保、寿命长、安全性高、电化学性能稳定的新型电化学储能设备,是当前极具发展潜力的储能系统之一.电极与质子交换膜是钒液流电池的关键材料,对电池的电化学性能起着决定性作用.根据两种关键材料的原料与结构的不同,本文从电极与质子交换膜的分类、特点等方面进行了详细描述,并对两种关键材料的结构...