PEM水电解的分析研究

20 wt % ,而且与之前的 IrO 2 -RuO 2 催化剂或者 DSA -型涂层电极材料相比,依旧得到了较佳的电催化性能。这说明锑元素在氧化锡中的掺杂,确实弥补了氧化锡的不足之处,使之成为了一个良好的载体材料。紧随其后, Scott 等[6] 也对以 ATO 为载体材料的水电解析氧催化剂材料进行了研究。他们采用了一种有别于 Marshall 等人的制备方法将 RuO 2负载到了 ATO 载体上,从而在 XRD 测试中通过拟合分峰处理,观察到了贵金属氧化物材料 RuO 2 1.3 催化层电场诱导定向的研究现状的某些特征衍射峰。而且该研究小组首次研究了利用 ATO 做载体材料而制备的催化剂材料用于 PEM 水电解时的电化学性能。 PEM 水电解中的催化层是决定其性能的关键因素。传统的 PEM 水电解催化层的制备工艺是将催化剂颗粒(电子导体) 与聚合物质子导电材料( 质子导体) , 或者还有部分粘结剂等制备成悬浮液,超声分散后待溶剂挥发即可[37] 。此方法已被广泛采用,但是该方法不能保证催化剂与聚合物质子导电材料之间完全有效接触。而且有研究发现,在燃料电池的催化层内,催化剂颗粒往往被包覆而深埋于聚合物质子导电材料之内,使其不易接触反应物而失去催化功能[38] 。因此, 传统的制备工艺不能避免催化层中各组元,尤其是催化剂颗粒与聚合物质子导电材料的浪费[38 -39] 。其次,催化剂颗粒与聚合物质子导电材料的堆叠随机无规,不利于催化层内的传质过程。这是因为 PEM 水电解催化层内传导的物质主要包括电子、质子、电解质水和电解产生的气体。其中,电子靠催化剂颗粒传导,质子靠质子导电材料传导,电解质水与电解产生的气体靠催化层内溶剂挥发过程中形成的微孔结构传导。而催化剂颗粒和质子导电材料的无规排布, 必然造成上述三种传导通道弯转曲折,使得催化层内的传质性能较差[38, 40] 。PEM