評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組以及評(píng)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，包括以下步驟：提供等效電路組，該等效電路組包括三種不同電位的等效電路；在三電極體系下，測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后的電化學(xué)阻抗譜；根據(jù)電位，對(duì)應(yīng)所述電化學(xué)阻抗譜以及等效電路；根據(jù)特定電位的電化學(xué)阻抗譜計(jì)算對(duì)應(yīng)的等效電路中元件的值，以及根據(jù)所述等效電路中元件的值判斷該電位下陽極催化劑的催化活性。此外，本發(fā)明還提供了一種評(píng)測(cè)電路組。
【專利說明】評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組以及 評(píng)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化 活性的等效電路組以及評(píng)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃料電池作為一種高功率密度、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電 能，在中小型電站、電動(dòng)車以及便攜式電源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 近年來，采用固態(tài)電解質(zhì)高分子膜為電解質(zhì)的質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)，作為 第五代燃料電池其工作溫度在80?KKTC，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定環(huán)保等特點(diǎn)，以純H 2為燃 料，在汽車、移動(dòng)設(shè)備及低功率CHP (熱電聯(lián)產(chǎn)）系統(tǒng)等方面展示出了很大的發(fā)展?jié)摿Α?拓寬燃料范圍，對(duì)甲醇、甲烷、二甲醚等進(jìn)行了嘗試，發(fā)現(xiàn)在不同程度上出現(xiàn)電池陽極催化 劑毒化的問題。目前燃料電池普遍使用的催化劑是貴金屬系催化劑，貴金屬是價(jià)格昂貴的 稀有貴金屬，導(dǎo)致催化劑的成本占燃料電池成本的30%?45%，研制抗毒化、高性能的燃料 電池催化劑，不僅可以大幅度降低燃料電池的成本，還可以節(jié)省稀有的貴金屬資源。在減少 貴金屬催化劑的含量，提高催化劑的性能以及尋找非貴金屬系催化劑方面，需要做大量工 作。因此催化劑的催化機(jī)理，尤其是催化劑表面吸附變化急需澄清，而傳統(tǒng)的直流測(cè)試技術(shù) 無法檢測(cè)到表面狀態(tài)變化，從而傳統(tǒng)方法還無法有效地從監(jiān)測(cè)催化劑在催化過程中的表面 狀態(tài)來分析催化劑的催化活性，從而無法從該方面來尋找改善催化劑性能的有效辦法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種可以直接評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的 等效電路組以及評(píng)測(cè)方法。
[0005] -種用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組，該等效電路組包 括第一電位的等效電路，第二電位的等效電路以及第三電位的等效電路，所述第一電位小 于第二電位且所述第二電位小于所述第三電位； 所述第一電位的等效電路包括電阻Ri、Rs、Rt、電容CPE1以及CPE2，其中，所述電阻Ri與 所述電容CPE2并聯(lián)后與所述電阻Rt串聯(lián)形成第一支路a，該第一支路a與電容CPE1并聯(lián) 后組成第二支路b，該第二支路b與所述電阻R s串聯(lián)，其中，所述電阻Rt的一端接所述電阻 Rs和電容CPE1，所述電阻R s的一端作為輸入端，另一端接所述的一端第二支路b，所述第二 支路b的另一端作為輸出端； 所述第二電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE 1、CPE2以及電感Q，其中，所 述電阻R2與電感Ll串聯(lián)組成第一支路a'，該第一支路a'與所述電阻&以及電容CPE2并 聯(lián)組成第二支路b'，該第二支路b'與所述電阻R t串聯(lián)組成第三支路c'，該第三支路c'與 所述電容CPE1并聯(lián)后與所述電阻Rs串聯(lián)，其中所述電容CPE1的一端接所述電阻R s和Rt， 另一端作為輸出，所述電阻Rs的一端接電容CPE1，該電阻R s的另一端作為輸入端； 所述第三電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE1、CPE2以及CPE3,其中，所 述電阻&和電容CPE2并聯(lián)組成第一支路a' '，所述電阻R2和電容CPE3并聯(lián)組成第二支路 b''，所述電阻Rt與所述第一支路a''以及第二支路b''串聯(lián)后組成第三支路c''，所述第 三支路c' '與所述電容CPE1并聯(lián)組成第四支路d' '，其中，所述電阻Rt的一端接所述電容 CPE1的一端，所述電容CPE1的另一端作為輸出端，所述第四支路d''與所述電阻R s串聯(lián)， 其中所述電阻Rs的一端作為輸入端。
[0006] 一種評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，包括以下步驟： 提供等效電路組，該等效電路組包括二種不同電位的等效電路； 在三電極體系下，測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后的電化學(xué)阻 抗譜； 根據(jù)電位，對(duì)應(yīng)所述電化學(xué)阻抗譜以及等效電路； 根據(jù)特定電位的電化學(xué)阻抗譜計(jì)算對(duì)應(yīng)的等效電路中元件的值，以及 根據(jù)所述等效電路中元件的值判斷該電位下陽極催化劑的催化活性。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明實(shí)施例通過建立不同電位下的等效電路，然后結(jié)合電 化學(xué)阻抗技術(shù)，利用電化學(xué)阻抗譜計(jì)算對(duì)應(yīng)電位的等效電路中元件的值，利用元件的值即 可直接判斷燃料電池陽極催化劑表面的催化活性，從而可以為催化劑性能的改進(jìn)提供了指 導(dǎo)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效 電路組中第一電位的等效電路的電路圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效 電路組中第二電位的等效電路的電路圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效 電路組中第三電位的等效電路的電路圖。
[0011] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的Pt催化劑在第一電位下催化甲醇過程中測(cè)得的燃料 電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。
[0012] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的Pt催化劑在第二電位下催化甲醇過程中測(cè)得的燃料 電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。
[0013] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的Pt催化劑在第三電位下催化甲醇過程中測(cè)得的燃料 電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例提供的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑性能的 方法以及用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑性能的等效電路組。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，包括以下步 驟： S1，提供等效電路組，該等效電路組包括二種不同電位的等效電路； S2,在三電極體系下，測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后的電化 學(xué)阻抗譜； 53, 根據(jù)電位，對(duì)應(yīng)所述電化學(xué)阻抗譜以及等效電路； 54, 根據(jù)特定電位的電化學(xué)阻抗譜計(jì)算對(duì)應(yīng)的等效電路中各個(gè)元件的值，以及 55, 根據(jù)所述等效電路中元件的值判斷該電位下陽極催化劑的催化活性。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例首先對(duì)三電極體系進(jìn)行說明，三電極體系由工作電極、參比電極以 及輔助電極(或?qū)﹄姌O）組成。該三電極體系包括兩個(gè)回路，一個(gè)回路由工作電極和參比電 極組成，用來測(cè)試所述工作電極的電化學(xué)反應(yīng)過程。另一個(gè)回路由所述工作電極和輔助電 極組成，起傳輸電子形成回路的作用。其中，所述工作電極的電位是指相對(duì)于參比電極的電 位。本發(fā)明實(shí)施例中燃料電池陽極為所述工作電極。本發(fā)明實(shí)施例所指的電位均指的是三 電極體系下，所述燃料電池陽極相對(duì)于所述參比電極的電位。
[0017] 此外，發(fā)明實(shí)施例提供的評(píng)測(cè)方法適用于采用有機(jī)燃料的燃料電池。優(yōu)選地，所述 有機(jī)燃料為有機(jī)小分子燃料。該有機(jī)燃料可以為甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、甲酸、乙 酸、乙二酸、二甲醚、天然氣以及沼氣中的至少一種。在催化所述有機(jī)燃料的過程中，不同 電位下，所述陽極催化劑表面會(huì)有不同程度的一氧化碳（CO)、0H根以及催化劑氧化物的覆 蓋。通過判斷所述催化劑表面C0、0H根以及催化劑氧化物的覆蓋度即可判斷所述陽極催化 劑在特定電位下的反應(yīng)活性。
[0018] 用于評(píng)測(cè)的所述陽極催化劑可以為金、銀、鉬、銅、釕、銠、鈀、鋨、銥、銅、鐵、鈷以及 鎳金屬中的一種或多種。
[0019] 在上述步驟S1中，所述等效電路組可包括第一電位的等效電路、第二電位的等效 電路以及第三電位的等效電路。三個(gè)等效電路之間相互獨(dú)立，針對(duì)于不同的電位。所述第 一電位、第二電位以及第三電位分別可以為一電壓范圍。所述第一電位小于第二電位，且所 述第二電位小于第三電位。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一電位為0. 2V至03V，第二電位為0. 4V至0. 7V，第三電 位為0. 8V至0. 9V。該等效電路組可通過三電極體系下不同電位的電化學(xué)阻抗譜分別擬合 構(gòu)建而成。
[0021] 請(qǐng)參閱圖1，所述第一電位的等效電路由電阻1^、艮、1^、電容0?￡1以及0?￡2組成， 其中，所述電阻&與所述電容CPE2并聯(lián)后與所述電阻R t串聯(lián)形成第一支路a，該第一支路 a與電容CPE1并聯(lián)后組成第二支路b，該第二支路b與所述電阻Rs串聯(lián)。其中，所述電阻 R t的一端接所述電阻Rs和電容CPE1，所述電阻Rs的一端作為輸入端，另一端接所述第二支 路b的一端，所述第二支路b的另一端作為輸出端。
[0022] 請(qǐng)參閱圖2,所述第二電位的等效電路由電阻&、1?2、艮、1^、電容0?￡1、0?￡2以及電 感U組成，其中，所述電阻R 2與電感U串聯(lián)組成第一支路a'，該第一支路a'與所述電阻札 以及電容CPE2并聯(lián)組成第二支路b'，該第二支路b'與所述電阻R t串聯(lián)組成第三支路c'， 該第三支路c'與所述電容CPE1并聯(lián)后與所述電阻Rs串聯(lián)，其中所述電容CPE1的一端接 所述電阻R s和Rt，另一端作為輸出，所述電阻Rs的一端接電容CPE1，另一端作為輸入端。
[0023] 請(qǐng)請(qǐng)參閱圖3,所述第三電位的等效電路由電阻札、1?2、艮、1^、電容0?￡1、0?￡2以及 CPE3組成，其中，所述電阻&和電容CPE2并聯(lián)組成第一支路a' '，所述電阻R2和電容CPE3 并聯(lián)組成第二支路b''，所述電阻Rt與所述第一支路a''以及第二支路b''串聯(lián)后組成第 三支路c' '，所述第三支路c' '與所述電容CPE1并聯(lián)組成第四支路d' '，其中，所述電阻Rt 的一端接所述電容CPE1的一端，所述電容CPE1的另一端作為輸出端；所述第四支路d''與 所述電阻Rs串聯(lián)，其中所述電阻Rs的一端作為輸入端。
[0024] 可采用該等效電路組中&和R2的值來判斷所述陽極催化劑在特定電位下的性能。 具體地，所述電阻&可主要用來反映在催化過程中，一氧化碳（C0)在所述陽極催化劑表面 的覆蓋度，&的值越大，表明C0在所述陽極催化劑表面的覆蓋度越高。所述電阻R 2用來反 映在催化過程中，0H根在所述陽極催化劑表面的覆蓋度，R2的值越大，表明0H根在所述陽 極催化劑表面的覆蓋度越高。
[0025] 優(yōu)選地，不同電位下的所述札和馬可分別具有一基準(zhǔn)值：Rn和R2i，其中，i為1，2 或3,表示&或R 2為第一電位、第二電位或第三電位下的基準(zhǔn)值。該Rn和R2i可以用于反 映在特定電位下性能良好的陽極催化劑。所述基準(zhǔn)值R n和R2i可以為一確定的值也可以為 一范圍，當(dāng)特定電位下的&和R2處于所述基準(zhǔn)值范圍內(nèi)時(shí)，表明所述陽極催化劑具有較好 的反應(yīng)活性。當(dāng)大于該基準(zhǔn)值時(shí)表明所述催化劑活性較低，有中毒現(xiàn)象。
[0026] 在上述步驟S2中，所述測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后 的電化學(xué)阻抗譜包括以下步驟： S21，在所述三電極體系下，給所述燃料電池陽極同時(shí)施加交流擾動(dòng)信號(hào)和直流信號(hào)， 以及 S22,測(cè)試所述燃料電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。
[0027] 在上述步驟S21中，所述直流信號(hào)的電壓范圍為0. 2V至0. 9V。如前所述，該電壓 為相對(duì)于所述參比電極的電位。通過分多次施加不同電位(第一電位、第二電位和第三電 位）的直流信號(hào)可測(cè)量不同電位下的燃料電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。所述交流擾動(dòng)信號(hào)為 通常電化學(xué)阻抗譜法索采用用的小幅值交流擾動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，所述交流擾動(dòng)信 號(hào)的幅值為5mV至20mV (相對(duì)于參比電極)。所述電化學(xué)阻抗譜測(cè)試的頻率范圍為0.01Hz 至 100kHz。
[0028] 在上述步驟S3中，所述對(duì)應(yīng)是指將所述第一電位的電化學(xué)阻抗譜與所述第一電 位的等效電路對(duì)應(yīng)，將所述第二電位的電化學(xué)阻抗譜與所述第二電位的等效電路對(duì)應(yīng)，將 所述第三電位的電化學(xué)阻抗譜與所述第三電位的等效電路對(duì)應(yīng)。
[0029] 在上述步驟S4中，可利用獲得的特定電位的電化學(xué)阻抗譜通過數(shù)學(xué)擬合的方式 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的等效電路中各個(gè)元件中的值，或者是僅計(jì)算出所述對(duì)應(yīng)的等效電路中&和R 2 的值即可。具體地，相當(dāng)于所述直流信號(hào)以及交流擾動(dòng)信號(hào)作為所述等效電路的輸入信號(hào)， 測(cè)得的所述交流阻抗作為所述等效電路的輸出信號(hào)，然后通過擬合計(jì)算即可獲得所述等效 電路中各個(gè)元件的值。
[0030] 在上述步驟S5中，可根據(jù)所述等效電路中元件的值判斷該電位下陽極催化劑的 催化性能。優(yōu)選地，可僅利用所述特定電位下的&和R 2的值來判斷所述陽極催化劑在該特 定電位下的催化性能。
[0031] 優(yōu)選地，可將測(cè)得的所述Ri和R2的值與所述對(duì)應(yīng)特定電位下的基準(zhǔn)值Rn和R 2i相 比較，然后判斷所述陽極催化劑在該特定電位下的催化性能或反應(yīng)活性。
[0032] 進(jìn)一步地，所述評(píng)測(cè)方法進(jìn)一步包括一根據(jù)步驟S5催化活性的判斷結(jié)果作出相 應(yīng)動(dòng)作。具體地，當(dāng)判斷的結(jié)果為所述陽極催化劑的催化活性較佳，則不執(zhí)行任何動(dòng)作，當(dāng) 判斷的結(jié)果為所述陽極催化劑的催化活性較差，進(jìn)一步判斷是C0還是0H根在陽極催化劑 表面覆蓋度高引起的，進(jìn)而可在所述陽極催化劑表面添加一減弱CO或OH吸附的組分來改 善陽極催化劑的性能。例如當(dāng)所述陽極催化劑為Pt時(shí)，所述組分可以為Ru、Mo以及Sn中 的至少一種。
[0033] 此外，需要說明的是，當(dāng)所述電化學(xué)阻抗譜測(cè)試的電位為0. 3V-0. 4V時(shí)之間時(shí)，可 采用上述方法對(duì)應(yīng)第一電位或第二電位的等效電路中的任意一種來評(píng)測(cè)該電位下的陽極 催化劑的催化活性。當(dāng)所述電化學(xué)阻抗譜測(cè)試的電位為〇. 7V-0. 8V時(shí)之間時(shí)，可采用上述 方法對(duì)應(yīng)第二電位或第三電位的等效電路中的任意一種來評(píng)測(cè)該電位下的陽極催化劑的 催化活性。
[0034] 實(shí)施例 本實(shí)施在半電池工作環(huán)境下，評(píng)測(cè)鉬（Pt)催化甲醇氧化時(shí)表面性能狀態(tài)的變化。
[0035] 甲醇在Pt表面的氧化反應(yīng)主要分為以下三步：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組，其特征在于，該等 效電路組包括第一電位的等效電路，第二電位的等效電路以及第三電位的等效電路，所述 第一電位小于第二電位且所述第二電位小于所述第三電位； 所述第一電位的等效電路包括電阻凡、Rs、Rt、電容CPE1以及CPE2，其中，所述電阻札與 所述電容CPE2并聯(lián)后與所述電阻Rt串聯(lián)形成第一支路a，該第一支路a與電容CPE1并聯(lián) 后組成第二支路b，該第二支路b與所述電阻Rs串聯(lián)，其中，所述電阻Rt的一端接所述電阻 Rs和電容CPE1，所述電阻Rs的一端作為輸入端，另一端接所述的一端第二支路b，所述第二 支路b的另一端作為輸出端； 所述第二電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE 1、CPE2以及電感Q，其中，所 述電阻R2與電感Ll串聯(lián)組成第一支路a'，該第一支路a'與所述電阻&以及電容CPE2并 聯(lián)組成第二支路b'，該第二支路b'與所述電阻Rt串聯(lián)組成第三支路c'，該第三支路c'與 所述電容CPE1并聯(lián)后與所述電阻Rs串聯(lián)，其中所述電容CPE1的一端接所述電阻Rs和R t， 另一端作為輸出，所述電阻Rs的一端接電容CPE1，該電阻Rs的另一端作為輸入端； 所述第三電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE1、CPE2以及CPE3,其中，所 述電阻&和電容CPE2并聯(lián)組成第一支路a' '，所述電阻R2和電容CPE3并聯(lián)組成第二支路 b''，所述電阻Rt與所述第一支路a''以及第二支路b''串聯(lián)后組成第三支路c''，所述第 三支路c' '與所述電容CPE1并聯(lián)組成第四支路d' '，其中，所述電阻Rt的一端接所述電容 CPE1的一端，所述電容CPE1的另一端作為輸出端，所述第四支路d''與所述電阻Rs串聯(lián)， 其中所述電阻Rs的一端作為輸入端。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組，其 特征在于，所述第一電位為0. 2伏至0. 3伏，所述第二電位為0. 4伏至0. 7伏，所述第三電 位為0.8伏至0.9伏，其中所述第一電位、第二電位以及第三電位均為燃料電池陽極在三電 極體系下相對(duì)于參比電極的電位。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑表面催化活性的等效電路組，其 特征在于，所述電阻&用于評(píng)測(cè)一氧化碳在陽極催化劑表面的覆蓋度，其中，所述電阻札的 值越大，所述一氧化碳在所述陽極催化劑表面的覆蓋度越高，所述電阻R2用于評(píng)測(cè)OH根在 所述陽極催化劑表面的覆蓋度，所述電阻R2的值越大，所述OH根在所述陽極催化劑表面的 覆蓋度越高。
4. 一種評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，包括以下步驟： 提供等效電路組，該等效電路組包括二種不同電位的等效電路； 在三電極體系下，測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后的電化學(xué)阻 抗譜； 根據(jù)電位，對(duì)應(yīng)所述電化學(xué)阻抗譜以及等效電路； 根據(jù)特定電位的電化學(xué)阻抗譜計(jì)算對(duì)應(yīng)的等效電路中各個(gè)元件的值，以及 根據(jù)所述等效電路中元件的值判斷該電位下陽極催化劑的催化活性。
5. 如權(quán)利要求4所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，該等 效電路組包括第一電位的等效電路，第二電位的等效電路以及第三電位的等效電路，所述 第一電位小于第二電位且所述第二電位小于所述第三電位； 所述第一電位的等效電路包括電阻凡、Rs、Rt、電容CPE1以及CPE2，其中，所述電阻札與 所述電容CPE2并聯(lián)后與所述電阻Rt串聯(lián)形成第一支路a，該第一支路a與電容CPE1并聯(lián) 后組成第二支路b，該第二支路b與所述電阻Rs串聯(lián)，其中，所述電阻Rt的一端接所述電阻 Rs和電容CPE1，所述電阻Rs的一端作為輸入端，另一端接所述的一端第二支路b，所述第二 支路b的另一端作為輸出端； 所述第二電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE 1、CPE2以及電感Q，其中，所 述電阻R2與電感Ll串聯(lián)組成第一支路a'，該第一支路a'與所述電阻&以及電容CPE2并 聯(lián)組成第二支路b'，該第二支路b'與所述電阻Rt串聯(lián)組成第三支路c'，該第三支路c'與 所述電容CPE1并聯(lián)后與所述電阻Rs串聯(lián)，其中所述電容CPE1的一端接所述電阻Rs和R t， 另一端作為輸出，所述電阻Rs的一端接電容CPE1，該電阻Rs的另一端作為輸入端； 所述第三電位的等效電路包括電阻&、R2、Rs、Rt、電容CPE1、CPE2以及CPE3,其中，所 述電阻&和電容CPE2并聯(lián)組成第一支路a' '，所述電阻R2和電容CPE3并聯(lián)組成第二支路 b''，所述電阻Rt與所述第一支路a''以及第二支路b''串聯(lián)后組成第三支路c''，所述第 三支路c' '與所述電容CPE1并聯(lián)組成第四支路d' '，其中，所述電阻Rt的一端接所述電容 CPE1的一端，所述電容CPE1的另一端作為輸出端，所述第四支路d''與所述電阻Rs串聯(lián)， 其中所述電阻Rs的一端作為輸入端。
6. 如權(quán)利要求5所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，所述 第一電位為0. 2伏至0. 3伏，所述第二電位為0. 4伏至0. 7伏，所述第三電位為0. 8伏至 0.9伏，其中所述第一電位、第二電位以及第三電位均為燃料電池陽極在所述三電極體系下 相對(duì)于參比電極的電位。
7. 如權(quán)利要求5所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，采用 所述電阻&評(píng)測(cè)一氧化碳在陽極催化劑表面的覆蓋度，其中，所述電阻&的值越大，所述一 氧化碳在所述陽極催化劑表面的覆蓋度越高，采用所述電阻R2評(píng)測(cè)OH根在所述陽極催化 劑表面的覆蓋度，所述電阻R2的值越大，所述OH根在所述陽極催化劑表面的覆蓋度越高。
8. 如權(quán)利要求5所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，進(jìn)一 步包括一在判斷出該電位下陽極催化劑的催化活性之后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的步驟，當(dāng)判斷結(jié)果 為所述陽極催化劑的催化活性較佳時(shí)不執(zhí)行任何動(dòng)作，當(dāng)結(jié)果為所述陽極催化劑的催化活 性較低時(shí)，添加減弱一氧化碳或OH根吸附的組分來改善所述陽極催化劑的性能。
9. 如權(quán)利要求4所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，在三 電極體系下，測(cè)試燃料電池陽極催化劑在不同電位下催化有機(jī)燃料后的電化學(xué)阻抗譜包括 以下步驟： 在所述三電極體系下，給所述燃料電池陽極同時(shí)施加交流擾動(dòng)信號(hào)和直流信號(hào)，以及 測(cè)試所述燃料電池陽極的電化學(xué)阻抗譜。
10. 如權(quán)利要求8所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，所 述直流信號(hào)的電壓范圍為〇. 2V至0. 9V，所述電化學(xué)阻抗譜測(cè)試的頻率范圍為0. 01Hz至 100kHz〇
11. 如權(quán)利要求4所述的評(píng)測(cè)燃料電池陽極催化劑催化活性的方法，其特征在于，所述 有機(jī)燃料為甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、甲酸、乙酸、乙二酸、二甲醚、天然氣以及沼氣 中的至少一種。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK104409752SQ201410634904
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】郭建偉, 蔡光旭, 王誠, 王金海 申請(qǐng)人:清華大學(xué)