石墨烯负载新型铂基核壳凹型纳米晶的可控制备及其催化性能研究

项目名称： 石墨烯负载新型铂基核壳凹型纳米晶的可控制备及其催化性能研究

项目编号： No.51372222

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张辉

作者单位： 浙江大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 低温燃料电池主要采用贵金属铂作为电催化剂，其高昂的成本、资源的稀缺性以及缓慢的阴极氧还原速度已成为限制燃料电池商业化推广的主要障碍。因此，研制高活性、高稳定性、低铂含量的电催化剂对推动燃料电池的发展具有重要意义。本项目通过形貌调控、结构设计、成分优化等手段构建石墨烯负载铂基核壳凹形纳米晶复合结构，期望解决低温燃料电池中氧还原催化剂活性不高、稳定性差，铂利用率低和使用量高等科学问题。提出动力学控制的方法制备高指数晶面外露的铂凹形纳米晶，利用原位透射电镜技术揭示其动力学形成机理，并形成普适性方法。通过调控铂凹形纳米晶的形貌和外露晶面，优化并提高其氧还原活性。利用种子辅助外延生长技术实现铂基核壳凹形纳米晶的可控制备，并通过镍、钴等过渡金属的合金化改性以及与石墨烯的复合协同作用进一步提高催化剂的活性和稳定性、降低铂的使用量，同时揭示相关的物理化学机制，具有重要的科学意义和商业价值。

中文关键词： 凹形纳米结构；热力学调控；动力学调控；电催化剂；形成机理

英文摘要： Platinum (Pt) as a noble-metal is the most widely used electrocatalyst in low-temperature fuel cell. However, the extremely precious price and scarce resource of Pt together with the slow reaction kinetics of cathode are the major obstacles to fuel cell f

英文关键词： Concave nanostructures；Thermodynamic control；Kinetic control；Electrocatalysts；Formation mechanism