[00709685]小分子醇电解制氢与氢氧质子交换膜燃料电池耦合发电系统

提出“碳表面上通过M元素对Pt锚定理论”和金属催化剂与其载体之间的协同作用机制理论，建立起关于Pt-M/C催化剂完整的催化作用理论体系，为开发高效、长寿命催化剂提供了理论基础；发现对氧还原具有特别催化活性的MnO<,2>晶型及Mn<,3>O<,4>对形成这种晶型MnO<,2>的诱导效应；揭示了巯基化CNTs比羟基、羧基修饰的CNTs为载体的催化剂具有更好稳定性的原因在于巯基中S原子因d空轨道参与成键，与S、P轨道杂化后可与多个原子成键，而O原子因无d轨道则不具备S原子的上述特性，因此巯基锚定金属催化剂的同时仍能与CNTs成键，保持了CNTs的石墨结构，减少了CNTs缺陷，进而提高了耐腐蚀性。发现甲醇电化学氧化过程三个新的中间体，根据小分子醇电化学氧化过程的双功能机理，证明Sn、Ru欠电位沉积修饰Pt催化小分子醇电化学氧化促进或抑制机制。提出质子交换膜催化层团簇模型，建立表征燃料电池膜电极反应过程微时空尺度内的数学物理方程，阐明了“固/液”、“气/液”界面随电极电位改变而变化的数学关系；发现催化层组分的组成与金属催化剂利用率之间的非平衡耗散结构特征(上述成果于2006年获重庆市自然科学二等奖)；提出通过电化学沉积法将金属催化剂选择性地沉积在既有电子通道又有离子传递通道的三相界面的交界处，制备出高催化剂利用率催化电极，开发具有丰富三相界面结构的三维气体多孔电极，发明降低燃料电池气体多孔电极液封效应的方法。在Nafion中加入SiO<,2>、TiO<,2>、WO3和SiO<,2>/PWA作为高温质子交换膜燃料电池的膜，这种改进的膜相对于传统的Nafion膜具有较高的吸水率。