交易价格： 面议
类型： 非专利
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燃料电池是一种借助催化反应将化学能直接转化为电能的清洁、高效、绿色环保电源。贵金属Pt具有很高的催化活性,但存在稳定性差、易中毒（如CO）等严重问题,此外,Pt 金属资源有限和成本昂贵严重制约了其在燃料电池中大规模应用。围绕上述问题,本项目通过控制异质原子类型与掺杂量,借助多元共掺杂协同效用达到调变Pt催化剂电子结构与几何结构,使合金催化剂兼具优良催化活性与稳定性。相关成果概述如下： （1）通过湿化学法、静电纺丝技术等合成了PtAg、PtNiAg、PtPdCu、PtPdNi、PtPdCo等一系列Pt合金催化剂,并借助XPS、HRTEM、HADDF-STEM等表征手段深入研究了异质原子掺杂对Pt电子结构与几何结构的影响,制备了对氧还原反应（ORR）及甲醇氧化反应（MOR）具有较高催化活性及稳定性的Pt合金催化剂。如PtAg催化剂在MOR中呈现出很高的催化性能,即使与商业Pt/C催化剂相比,其仍旧表现出更高的催化活性及抗CO毒化性能。 （2）以催化过程催化剂的组成与晶格参数为基础,构建Pt及Pt合金催化剂结构模型,结合量子化学及Monte Carlo模拟计算研究了O2、OH、CO等小分子在催化剂表面的吸附能以及Pt d-带中心变化,为阐明ORR、MOR等催化反应机制提供了依据。计算发现ORR过程中O2分子会与OH产生竞争吸附,且其吸附效率受催化剂表面结构影响。此外,研究证实异质原子掺杂能通过改变Pt电子结构与几何结构来影响d-带中心,进而影响小分子在其表面的吸附能,这对设计合成Pt合金催化剂,提高催化剂的活性与稳定性具有指导意义。 （3）在本项目支持下,将掺杂改性技术发展到对Pd（与Pt同族）开展电子结构与几何结构调控,以期进一步降低催化剂成本,并获得与Pt催化活性相媲美的非Pt催化剂。如在PdNiP催化剂中,Pd3P0.8与Ni2P的界面耦合作用改变了金属Pd的 3d电子结构,并提高了催化剂的电子转移性能。电化学研究表明：该催化剂在电催化ORR过程中为4电子还原路径,与商业Pt/C催化剂相比,该催化剂具有更高的催化稳定性以及抗甲醇干扰性能, （4）在本项目资助下,申请专利2项,在国际期刊上发表SCI论文10篇,培养研究生5名,其中1人荣获研究生国家奖学金及省山东省优秀毕业生,获山东省高等学校科学技术贰等奖1项。
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