一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及催化剂衰减分析，具体涉及一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法和装置。该方法包括：基于Pt/C催化剂中Pt颗粒的氧化反应模型，获取Pt颗粒的氧化反应速率；对Pt颗粒进行溶解结晶分析，获取Pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率；基于氧化反应速率和奥斯特瓦尔德熟化速率，获取Pt颗粒的粒径分布。本发明专利技术采用数模分析的方式，成本更低，操作更简单，效率更高；同时本发明专利技术在计算过程中，考虑了Pt颗粒的氧化反应以及奥斯特瓦尔德熟化，贴合Pt颗粒实际的催化过程，使得数模分析结果能够贴合实际，从而低成本且高效地获得了Pt/C催化剂中Pt颗粒的粒径分布。颗粒的粒径分布。颗粒的粒径分布。

【技术实现步骤摘要】
一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法和装置


[0001]本专利技术涉及催化剂衰减分析，具体涉及一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法和装置。

技术介绍

[0002]随着化石能源的日渐枯竭以及环境污染日益严重，寻找一种新的可持续发展的清洁能源迫在眉睫。氢能是一种清洁能源，它的反应产物只生成水。质子交换膜燃料电池以氢气为燃料，氢气首先与阳极的催化剂反应，生成质子，质子再通过质子交换膜进入阴极，阴极的氧气受到催化剂的催化与质子反应，产生电流的同时生成水。这种发电方式高效、清洁，目前受到各类研究人员的广泛关注。目前，质子交换膜燃料电池发展的主要限制在于成本较高，耐久性较差。质子交换膜燃料电池主要由膜电极组成，它由质子交换膜、催化剂层与气体扩散层。其中催化剂层是膜电极的核心，它的性能决定膜电极的发电能力，它的耐久使用性能则决定着膜电极的使用寿命。
[0003]目前，在膜电极中广泛使用的催化剂为Pt/C催化剂，其中Pt颗粒的粒径在3nm左右，C颗粒的粒径在50nm左右，Pt原子负载在C颗粒上。在燃料电池的使用过程中，Pt原子将会产生溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法，其特征在于，所述方法包括：基于Pt/C催化剂中Pt颗粒的氧化反应模型，获取所述Pt颗粒的氧化反应速率；对所述Pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述Pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率；基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述Pt颗粒的粒径分布。2.根据权利要求1所述的Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法，其特征在于，所述Pt颗粒的氧化反应模型，包括：Pt的离子化反应和Pt的水合反应中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法，其特征在于，所述基于Pt/C催化剂中Pt颗粒的氧化反应模型，获取所述Pt颗粒的氧化反应速率，包括：计算所述Pt的离子化反应的第一反应速率v1(r
i，j
)，具体的计算公式为：其中，F为法拉第常数；E为阴极上所设置的初始电压；R为理想气体常数；T为所述阴极处的温度；为所述Pt颗粒在所述Pt的离子化反应中的化学反应平衡常数；βγ为所述Pt颗粒的表面张力；为所述Pt颗粒在所述Pt的水合反应中的化学平衡电压；V
pt
为Pt的摩尔质量；r
i，j
为第i个Pt颗粒在j时刻的粒径；θ
i，j
‑1为第i个Pt颗粒在j
‑
1时刻被PtO覆盖的百分比；计算所述Pt的水合反应的第二反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：其中，所述Pt颗粒的氧化反应速率包括所述第一反应速率v1(r
i，j
)和所述第二反应速率v2(r
i，j
)中的一种或多种；为所述Pt颗粒在所述Pt的水合反应中的化学反应平衡常数；为所述Pt颗粒在所述Pt的水合反应中的化学平衡电压。4.根据权利要求3所述的Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法，其特征在于，所述对所述Pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述Pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率，包括：计算所述Pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i，j
)，具体计算公式为：其中，c
Pt
为所述Pt颗粒所处溶液中Pt
2+
的浓度；α为所述Pt颗粒的初始粒径；D
m
为所述Pt
颗粒的扩散系数；为j时刻所述Pt颗粒的平均粒径。5.根据权利要求4所述的Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高佳武，唐雪君，赵航，韩凯凯，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：