1. 研究目的与意义（文献综述）
燃料电池是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的电化学发电装置，其能量转换效率高，对环境友好，被认为是新一代的清洁发电技术。燃料电池按电解质类型可分为五大类：磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池。与其他燃料电池相比，质子交换膜燃料电池（pemfc）具有工作电流大，比功率高，比能量大，工作温度低，电解质无腐蚀以及无污染等优点，被认为是最具有前景的能量转换装置。
目前，高成本和耐久性差是制约质子交换膜燃料电池（pemfc）商业化的主要因素。其中，在质子交换膜燃料电池的关键材料中pt/c催化剂的成本最高，直接导致其成本居高不下。并且，随着质子交换膜燃料电池的商业化发展，用铂量将进一步增加，有限的铂资源会导致其价格进一步上涨。因此，研究低铂载量高性能的膜电极尤为重要。
takasu,y等一系列研究者研究了商业铂碳催化剂中铂颗粒的尺寸对氧还原性能的影响，并总结出虽然降低pt颗粒的尺寸可以大幅度增加其比表面积，但是pt表面单位面积的氧还原反应活性随铂颗粒尺寸的减小而减小。当铂颗粒的平均粒径为3nm时具有最高的质量比活性；对于pt表面单位面积的氧还原反应活性随铂颗粒尺寸的减小而减小的原因还不清楚。higuchi等研究者则报道称铂颗粒在碳载体上的分布状况不影响氧还原活性；而yu-hungshih等学者则采用旋转圆盘电极（rde）和旋转环盘电极（rrde）系统，通过制备不同铂载量催化剂的膜电极来评价氧还原反应活性，实验证实氧还原反应不受催化剂微观结构的影响反而电极性能受传质影响。nobuakinonoyama等人通过理论计算研究了不同铂载量催化层中的氧气传输情况，发现在低铂载量的情况下，氧气在离子树脂膜中的扩散阻力变大是降低电池性能的主要因素。美国doe目标，在高电流密度，低meapt载量（≈0.05-0.10mgpt/cm2）时要达到的0.1gpt/kw，就需要单位pt表面提供更高的局部电流密度，维持高电流密度需要更多的氧气到达pt表面，而同时高的电流密度会产生大量的水阻碍氧气的扩散。因此高电流密度、低pt载量条件下引起燃料电池阴极电压损失的具体原因需要深入研究。
2. 研究的基本内容与方案
设计主要内容：
①不同电极厚度，相同pt载量对电极活性的影响；
②相同电极厚度，不同pt载量对电极活性的影响；
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，完成开题报告。
第4－5周：按照设计方案，制备不同厚度和不同pt载量的电极。
第6－12周：采用xrd、sem、cv、lsv等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。
4. 参考文献（12篇以上）
（1）郝德利,韩立明,薛金生,等.质子交换膜燃料电池技术进展[j].电源技术,2001,25(6):436-440.
（2）朱广文.质子交换膜燃料电池阴极过渡金属复合型氧还原催化剂的制备研究[d].武汉理工大学,2012.
（3）郭航,马重芳,汪茂海,等.燃料电池在中国的发展及其在电动车辆上的应用[j].中国公路学报,2004,17(1):106-109.
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