40%铂炭黑催化剂

40%铂炭黑催化剂

CAS:7440-06-4

载体:导电炭黑VXC72或VXC72R

外观:黑色粉末


应用范围:

主要用于燃料电池的氢气氧化、甲醇氧化、质子交换膜电解水制氢以及氧气的还原等化学反应,属于十分常见的贵金属催化剂。

        铂炭黑催化剂是将贵金属铂负载在活性炭黑(VXC72或VXC72R)上制备得到的一种电化学催化剂。铂炭黑催化剂主要用于燃料电池的氢气氧化、甲醇氧化以及氧气的还原等化学反应,属于十分常见的贵金属催化剂。燃料电池在反应过程中,根据电极的不同,PEMFC的催化剂也不同,阳极催化剂通常针对的是不同的燃料,使用的是稳定性较高并且活性高的电催化剂,对氢的氧化有良好的催化作用。阴极电催化剂则主要考虑燃料渗透以及氧还原稳定性的问题。由于氧还原反应(ORR)的交换电流密度远低于氢氧化反应(HOR),一般极化损失主要来自于阴极侧(空气侧)。因此,研究焦点是提高阴极侧催化剂的活性。


     目前,质子交换膜燃料电池中常用的阴阳极催化剂为铂炭黑催化剂(Pt/C)或铂黑催化剂,铂炭黑是由 Pt 的纳米颗粒分散到炭黑载体上的担载型催化剂,与传统化工用铂炭催化剂( 铂担载量低于5%)不同,用在氢气燃料电池的铂炭黑催化剂, 铂担载量一般高达20%以上, 制备难度非常大。氢气燃料电池用的铂炭黑催化剂要求铂纳米颗粒粒径在2~5nm、粒径分布窄、在炭上分散均匀。由于2~5nm铂纳米颗粒的表面能非常大,很容易团聚,因此制备铂纳米颗粒粒径在2~5nm、粒径分布窄、在炭上分散均匀的铂炭催化剂工艺难度非常大,需要特殊的制备工艺处理。 

     影响催化剂的因素也有很多,包括晶体的尺寸以及晶体的分散程度,另外还有催化剂的合成方法也会影响催化剂的功效。虽然铂炭黑催化剂对氧还原具有较高的催化性,但催化剂指标和使用不当,也会造成氧还原过程并不是完整的电子反应,从而降低了催化活性,同时对质子交换膜的稳定性也有极大的影响。不仅如此,在甲醇燃料电池工作体系中,铂电催化剂还容易被一氧化碳、硫化氢等毒化,抗渗透性不高,甲醇渗透极大地影响阴极催化活性。因此,研究重点在于选择更加高活性和选择性更高的阴极催化剂,选择方向要考虑到活化性高、中毒性低、防渗透并且成本较低的催化剂材料,通过溶剂来将原料融合,加入金属前驱体,调整酸碱值等,在特定的温度下加入还原剂得到金属铂炭黑载体的电催化剂。
   

物化参数

铂含量
≥60.0%
外观
黑色粉末
密度
256.3g/L(VXC72)96.1g/L(VXC72R)
比表面积 254m2/g
CAS号
7440-06-4
粒径
30nm
金属表面积
50-70m2/g
特性 高导电性、高活性、易分散、稳定性高