应用电化学翻译论文省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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由Vismadeb Mazumder, Youngmin Lee, 和 Shouheng Sun共同撰写。
讲解人：马红杰 PB07206116
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Shouheng Sun教授于1996年获布朗大学化学系博士学位，后在IBM华盛顿研究中心做博士后、首席科学家，年，他进入布朗大学做副教授，年晋升教授，年被任命为布朗大学分子纳米创新研究院副主任。
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Vismadeb Mazumder于年St .Stephen’s College（新德里，印度） 获理学士（荣誉）学位。’s指导。他研究方向是纳米材料合成和其应用，小分子催化。
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Youngmin李在年取得了高丽大学（汉城，韩国）化学学士学位。她一直在为化学博士学位而努力。自年以来，她研究方向是合成纳米材料和复合材料其催化应用。
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摘要：
这次叙述重点在纳米合成最新研究进展，包含以 铂，钯和金为基础粒子催化剂以及复合粒子催化剂。首先，在单组分铂，钯和金粒子合成新发展 进行了总结。然后关于制造化学合金及复合民用催化剂意在提升燃料电池反应活性和耐久性进行了概述。最终介绍了令人振奋最新研究进展单组分非铂催化剂。在尺寸，形状和 和对氧还原和甲酸组成依赖性催化酸性氧化突出在阴极氧还原和组成相关催化 在阳极氧化甲酸突出说明了潜力 新开发燃料电池应用实用催化剂。
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正文：
介绍 燃料电池是一个电化学装置，利用氧化燃料在 阳极和阴极消耗在空气中氧产生 电力。该设备是在图1氢气 燃料。产生能量为热能和电能，可 作为一个替换能源起源，用于许多电子电力 组件。许多研究工作一直致力于 研究高效率燃料电池含有高能量制造 密度，低工作温度，低环境 影响等方面。在研究燃料电池，各种聚合物 电解质膜燃料电池(PEMFCs)怎样将能源高效率转化为电能含有非凡吸引力。在 PEMFCs，反应物能够是任何氧化物（空气）在 阴极和氢气（图1;或酒精或甲酸）在阳极。该器件还包含一个天然气和质子-不透水聚合物 电解质膜（PEM）。最惯用膜 是四氟乙烯和Nafion膜。铂 催化剂固定在阳极和阴极都在燃料电池 催化氧化燃料和氧还原反应。 主要障碍之一燃料电池商业化 是双方成本和可靠性问题阳极和阴极 催化剂。在催化剂挑战发展已闻名于世 并正简明介绍以下：
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图1：示意图燃料电池装置基础上氢氧化和氧气消耗。在结构，在阳极氧化释放2e到阴极，以 消耗1/2O2所形成H+经过质子交换膜向阴极移动与氧结合生成水作为唯一产物。
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铂是使用最广泛燃料电池催化剂，但成本和供给限制不允许其大规模应用。铂是一个昂贵和稀缺金属。依据对5千瓦Pt载量1克铂（年美国能源部标），铂催化剂成本大约是燃料电池堆总成本50％。2）铂催化剂CO中毒或其它污染物在氧化燃料。即使有些铂合金催化剂表现出增强CO耐受性，依然是限制铂催化剂整体性能主要原因。 3）铂催化剂酸性不稳定。燃料电池反应条件趋于放荡和凝聚。这将降低他们反应表面积，其性能和恶化限制了它们寿命。在纳米粒子新发展（NP）合成，造成与控制单分散粒子大小不一样形成，形状，结构和粒子之间相互作用。这种合成方法已被广泛应用，使高性能NP应用于燃料电池反应。样品尺寸，形状，和对氧还原和甲酸组成依赖性催化酸性氧化突出，说明新开发燃料电池应用NP方案催化剂含有很大潜力。
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单组分催化剂铂
铂纳米粒子大小和形状可控合成主要燃料电池反应：以惯用研究PEM为例：他们在阳极和催化氧还原氧化氢反应在阴极对铂表面催化剂往往是由电解质或羟基屏蔽所以，对铂表面活性位数目降低催化剂效率有限。对单晶铂研究电极氧还原活性显示，在不一样晶体不一样方面。在硫酸溶液中，（110）和（100）面远更主动比（111）面。这是因为，在硫酸溶液中，[O-SO3]2能够绑定（111）比对（110）或（100）面上 Pt原子更强烈。然而，在高氯酸溶液，这趋势是相反。为了提升氧化还原活性，铂催化剂每每与控制形状结合强度，以降低铂原子之间吸附和电解质。最近，单分散铂纳米立方块，合成了K2PtCl4同时降低在多元醇方法。乙烯乙二醇存在，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和催化银离子数量。 在相同反应，更多元化铂纳米粒子形状控制到达了经过调整在溶液pH值十六烷基三甲基铵存在。
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图2：在透射电镜下a）从银铂纳米立方块图像,b）由在两步生长机制氢还原铂（乙酰酮）。
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