氢燃料电池催化剂合金化解决催化剂中毒问题
Pt/C催化剂对#氢燃料电池#氢氧化具有实际活性，但当使用重整气流作为燃料时，催化剂可能由于中毒而无法在PEMFC中使用。重整气流中的CO与Pt位点的结合非常强。吸附的CO阻止了H2的解离电吸附，并显著降低了MEA产生的电池电位，因为需要更高的阳极电位来维持氢电氧化速率。催化剂的合金化是解决催化剂毒化的一种有效方法。
铂碳催化剂这些合金催化剂通常可分为两类。第一类包括范围比较广的Pt合金，这些合金被用来改变Pt上的CO和H的电吸附性能，目的是降低CO的覆盖范围和增加氢电氧化速率。有报道，PtRu/C催化剂暴露在含有ppmCO的重整酸气体中，表现出的电池性能与含有单一金属Pt/C催化剂的纯氢电池相当。第二类电催化剂涉及用金属氧化物修饰Pt，以催化在操作阳极电位下的一氧化碳电氧化为二氧化碳。这减少了CO的覆盖率，并增加了可用于氢电氧化的铂电催化剂位点的数量。这些电催化剂包括多种碳负载的PtWO3催化剂。除了这两类催化剂也有采用非铂基金属合金，有报道Au-Pd/C显示处良好的CO耐受性，但没有该催化剂的MEA相关报道。
到目前为止，碳支撑的PtRu合金催化剂仍然是重整操作pemfc的主要选择。人们普遍认为，PtRu/C对CO的耐受性的增强可归因于双功能机制和电子效应。双功能机制包括Ru活化水和随后的邻近铂原子上的CO电氧化。在电子效应中，Ru合金化降低了Pt电子密度，削弱了Pt-CO键强度，降低了CO在PtRu上的覆盖，从而增加了可用于氢电吸附和电氧化的电催化剂位点的数量。然而，哪种机制在提高CO耐受性方面发挥了更重要的作用尚不清楚。
铂钌催化剂由于碳载体PtRu合金催化剂似乎在PEMFCs中最实用，许多研究研究了PtRu与W、Mo、Sn、Nb、Au、Ag、Ir、Ni等第三种元素的合金化，试图进一步提高的催化活性。部分元素如W、Mo、Sn、Ir、Ni由于共催化作用，活性明显提高，而其他元素如Nb、Au、Ag没有改善，而是对CO/H2电氧化活性产生负面影响。此外，不同金属原子比的催化剂对CO/H2电氧化表现出无与伦比的活性。总结来看，碳负载Pt-Ru-M催化剂的电化学活性取决于其固有参数，如第三种金属的类型、金属原子比、Ru和M的合金化程度、粒径和电流密度。
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参考文献
[1]RalphTR,HogarthMP.Catalysisforlowtemperaturefuelcells.