Category of Research Project：国家自然科学基金项目
Number of Research Project：51672204
list of participants ：木士春，研究生
beginning and ending dates ：2017-2020
碳载金属催化剂是聚电解膜燃料电池等领域使用最为广泛的一种催化剂。但在电化学环境下，该类型催化剂会发生降解，导致催化性能快速衰减。这主要是因为在电催化过程中，碳容易被氧化，导致被担载的活性金属颗粒发生脱落及团聚；而且随着电势升高，碳氧化就越明显。此外，研究表明，在电催化过程中，金属的存在可能会促进碳氧化，但这还需要强有力的证据支持。这是因为传统的碳载金属催化剂，碳-金属间以点接触的方式结合，参与碳氧化反应的金属活性位点数量非常有限，导致反应前后碳的结构变化不明显。为此，在前期研究基础上，申请人拟采取多种策略来增加金属-碳的接触位点，放大金属（单质金属/合金）对碳（无定形碳/石墨碳）的助氧化效应，继而通过透射电镜等测试手段直接观测碳层表面的结构变化，并结合分子动力学模型计算研究金属电催化剂助碳氧化的作用机制。本项目研究成果对优化碳载金属电催化剂设计及提高其电化学稳定性具有重要的科学指导意义。