燃料電池用碳材料第1頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content燃料電池

燃料電池具有能量轉化效率高、環境友好、比功率和比能量高等特點,可望用于移動電源及固定電站等領域。碳載體是燃料電池催化劑的關鍵材料之一,它不僅直接影響催化劑的分散度和催化活性,而且對催化層內的傳荷和傳質過程也具有重要影響。第2頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content在燃料電池中,對碳載體具有如下要求:高導電率:減小電極內阻;高比表面積:有利于分散活性組分,降低貴金屬用量;(3)合理的孔結構與憎水性:滿足氣體與反應產物的傳質要求;(4)碳載體與活性組分之間的相互作用:提高催化活性;(5)在燃料電池運行環境中具有良好的化學穩定性與熱穩定性。碳載體要求第3頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content1碳納米管碳納米管(CNTs)具有一維納米管狀特殊結構,其導電性高、化學性質穩定、力學強度高,作為燃料電池催化劑載體具有良好的應用前景。第4頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content碳納米纖維(CNFs)具有較高的石墨化程度、導電性和比表面積。CNFs一般由烯烴在催化劑作用下采用化學氣相沉積法（CVD）制備,由于其價格相對較為便宜,因此有望替代CNTs用作催化劑載體。2碳納米纖維第5頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content介孔碳是一類新型的非硅基介孔材料,具有巨大的比表面積和孔體積以及有序的孔結構,可實現活性組分的高分散和電極中物料的高效傳輸,因此非常有望用作催化劑載體。3介孔碳第6頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content碳凝膠可分為氣、固、干凝膠,常用的制備方法是通過酚醛樹脂反應生成凝膠,在高溫惰性氣氛下熱解而得到。碳凝膠具有曲折的開環結構、良好的導電性、電化學穩定的納米多孔網絡以及較高的表面積(400～900m2/g),這些特性使得它可作為燃料電池催化劑載體。4碳凝膠第7頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content目前,低溫燃料電池催化劑中普遍使用的碳載體具有較低的比表面積和化學易腐蝕性,不利于提高貴金屬催化劑的活性和耐久性,因此發展新型碳載體材料具有相當的迫切性。近年來,以碳納米管、碳納米纖維、介孔碳和碳凝膠為代表的具有特殊形貌和有序孔結構新型碳材料普遍引起了人們的重視。結語第8頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content展望(1)碳納米管與碳納米纖維具有較高的電導性、比表面積和化學穩定性,有利于提高催化劑的使用效率;但其表面惰性不利于金屬催化劑在壁面的均勻分散,如何在不破壞載體本身穩定性的前提下在其表面均勻負載金屬催化劑微粒將是當前的一個研究難題。第9頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content展望(2)介孔碳孔徑規整且分布均勻可調,有利于活性組分的分散和物料在電極內的傳輸;如何避免貴金屬在孔道內的沉積、提高催化劑利用效率仍是需要解決的問題之一。第10頁，課件共12頁，創作于2023年2月Content展望(3)碳凝膠價格低廉且中孔比例高,符合低溫燃料電池催化劑載體的要求,然而碳凝膠的化學穩定性較差,如何提高其