WO3-Pt/C燃料电池催化剂的抗硫中毒特性

三氧化钨是一种n型半导体功能材料,因为具有多种可变的价态、优良的阳离子交换性、分子吸附性、氧化还原性和电磁性而广泛应用于各种催化氧化反应、分离、电化学、光催化等多个领域。除氢氟酸以外,WO3不溶于其它酸,能完全适应燃料电池的高压、高湿度和低pH值工作环境并稳定存在。另外,WO3的【WO6】八面体结构形成复杂的网络,可以容纳各种不同的阳离子或水分子,形成一维隧道结构、二维层状结构和三维网状结构等晶型结构。

WPC催化剂抗硫中毒
 
氧化钨表面具有良好的亲水性,容易被部分还原形成表面含羟基的+5和+6价的混合氧化物,由此带来的表面氧空位和由水解产生的羟基均可以提高电子与表面吸附物质的氧化反应,即提高了氧化钨与Pt之间界面电子的迁移速率。从而使吸附在催化剂表面的有害物质SOx加速氧化并从催化剂表面脱附,减轻SOx的毒化影响,并促进燃料电池的性能恢复。另外,WO3能够接受从铂催化剂传递来的活性氢离子,与之结合形成钨青铜,使得铂的活性区再度释放用于吸附其它的氢,进而显著提高铂催化剂的催化效率。另外,WO3作为催化剂载体对直接甲酸燃料电池的性能也有较明显的提高。最优质量配比的WO3-Pt/C催化剂,不仅能使二氧化硫的毒化影响达到最低、性能恢复速率达到最大,而且能够获得较好的催化作用和稳定性。
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