目錄 叢書序 前言 第1章 離子交換膜燃料電池的電催化基礎(chǔ) 1 1.1 電催化基本概念 1 1.1.1 電催化反應(yīng)熱力學(xué) 1 1.1.2 電催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 4 1.2 電催化基本過程 6 1.2.1 電催化氧氣還原過程 6 1.2.2 電催化氫氣氧化過程 8 1.2.3 電催化甲醇氧化過程 10 1.2.4 電催化甲酸氧化過程 12 1.3 電化學(xué)測量 14 1.3.1 電化學(xué)測量體系 14 1.3.2 電化學(xué)測量方法 17 1.3.3 電催化過程原位表征 18 參考文獻(xiàn) 22 第2章 氫氧化反應(yīng) 26 2.1 酸性氫氧化反應(yīng) 26 2.1.1 酸性氫氧化的反應(yīng)機(jī)理 26 2.1.2 酸性氫氧化電催化劑 27 2.1.3 酸性氫氧化電催化劑的抗毒化研究進(jìn)展 29 2.2 堿性氫氧化反應(yīng) 35 2.2.1 堿性氫氧化的反應(yīng)機(jī)理 35 2.2.2 堿性氫氧化電催化劑的測試方法與電化學(xué)評(píng)價(jià) 37 2.2.3 堿性氫氧化電催化劑 41 2.3 小結(jié)與展望 44 參考文獻(xiàn) 45 第3章 有機(jī)小分子電氧化 54 3.1 甲醇電氧化 54 3.1.1 甲醇電氧化反應(yīng)機(jī)理 55 3.1.2 甲醇電氧化過程中的毒化機(jī)制及規(guī)避手段 56 3.1.3 小結(jié) 58 3.2 甲酸電氧化 58 3.2.1 甲酸電氧化反應(yīng)機(jī)理 59 3.2.2 甲酸電氧化過程中的毒化機(jī)制 60 3.2.3 甲酸在Pt基和Pd基催化劑表面的電催化行為 62 3.2.4 甲酸在單原子催化劑表面的電催化行為 66 3.2.5 小結(jié) 68 參考文獻(xiàn) 68 第4章 氧還原反應(yīng) 72 4.1 氧還原催化劑設(shè)計(jì)理論 72 4.1.1 貴金屬催化劑設(shè)計(jì)理論 72 4.1.2 非貴金屬催化劑設(shè)計(jì)理論 76 4.2 酸性下的氧還原研究進(jìn)展 85 4.2.1 貴金屬催化劑研究進(jìn)展 85 4.2.2 非貴金屬催化劑研究進(jìn)展 90 4.3 堿性下的氧還原研究進(jìn)展 92 4.3.1 貴金屬催化劑研究進(jìn)展 93 4.3.2 非貴金屬催化劑研究進(jìn)展 94 4.3.3 非金屬催化劑研究進(jìn)展 100 4.4 氧還原反應(yīng)的挑戰(zhàn)與展望 103 4.4.1 貴金屬催化劑挑戰(zhàn)與展望 103 4.4.2 非貴金屬催化劑挑戰(zhàn)和展望 104 參考文獻(xiàn) 106 第5章 反應(yīng)器中的高效表達(dá) 115 5.1 燃料電池電堆的主要組件 115 5.1.1 核心部件—膜電極 115 5.1.2 雙極板 128 5.2 燃料電池系統(tǒng) 130 5.2.1 電堆集成 130 5.2.2 輔助子系統(tǒng) 133 5.3 燃料電池的設(shè)計(jì)與性能表達(dá) 137 5.3.1 燃料電池的設(shè)計(jì) 137 5.3.2 燃料電池的性能表達(dá) 139 參考文獻(xiàn) 142 第6章 離子交換膜燃料電池的未來展望 144 6.1 堅(jiān)持電極反應(yīng)的基礎(chǔ)研究 144 6.1.1 陽極反應(yīng) 144 6.1.2 陰極反應(yīng) 145 6.2 加快核心技術(shù)的創(chuàng)新 146 6.2.1 催化劑的開發(fā) 146 6.2.2 電池部件的國產(chǎn)化 147 6.2.3 膜電極和電堆工藝的優(yōu)化 147 6.3 推動(dòng)離子交換膜燃料電池的商業(yè)化 147 6.3.1 以氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng) 147 6.3.2 拓展應(yīng)用領(lǐng)域 148 6.3.3 完善產(chǎn)業(yè)布局 149