CCS可再生燃料电池的电极制备+文献综述(4)
1.3.4 汽车领域的应用
随着人类对于生活环境的重视，汽车尾气成为了人类关注的环境污染源之一。丰田公司为了能让汽车减少尾气排放，降低尾气对于空气的污染，发明了油电混合汽车，人类也坚信着燃料汽车被认为是后化石能源时代主要的车用动力能源。而可再生燃料电池就能很好地为油电混合汽车提供所需的电能源，相信在不久的将来，以纯氢气为能源的汽车机会普及全世界，到时候汽车会从现在碳的低排放到以后碳的零排放，而氢气作为能源载体可以通过各种一次能源的转化获取，成为化石能源向非化石能源的转变，成为其中不可缺少的桥梁。
1.4 可再生燃料电池的主要技术问题
目前可再生燃料电池的技术并不是非常完美，从电极的活性氧催化剂和耐腐蚀扩散层等到储存的装置都是以后研究开发的重中之重，以下是可再生燃料电池主要的技术问题。
（1）活性氧电极催化剂的研究，金属催化剂表面和含氧物种的相互作用是电极反应活性大小的决定因素。
（2）提高MEA界面结构稳定性，水电解的析氢、析氧过程容易导致MEA分层。
（3）耐腐蚀扩散层材料的研究：在SPE水电解中使用碳材料为扩散层，在析氧电位下，析氧反应产生的活性氧物种对碳材料的腐蚀非常严重，导致电极扩散层破坏，无法满足电解池长时间充放电循环工作的需要。
（4）进一步降低RFC系统的体积和质量,以满足高轨道和深空飞行器小型化发展趋势的要求。
（5） 由于可再生燃料电池的充放电循环效率即能量利用率较低, 一般低于50%, 而传统可充电池的能量利用率可以达到90%的水平, 所以RFC的能量利用率需要进一步提高以降低太阳电池的使用成本。
（6）峰值比功率较低,无法满足大电流快速放电的需要,一般要搭配电池或超级电容器以满足特殊场合的要求。
（7）由于必须配置反应物的存储装置, 即氢气、氧气和水的存储装置, 所以质量轻、强度高的储气罐的开发是非常重要的。
1.5 可再生燃料电池电极的作用及制备
1.5.1 可再生燃料电池电极的作用
可再生燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与还原剂发生还原反应的电化学反应场所，是可再生燃料电池核心组成部分，电极的性能直接影响了其电池的性能，而电极性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料和电极的制作过程等。
电极主要分为阴极和阳极，与其他一般电池电极不同的是，它的电极为多孔结构，主要是因为可再生燃料电池所用的燃料和氧化剂为氢气和氧气，而气体在电解质中的溶解度并不高，为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的的电极，以增加参与反应的电极表面积。
1.5.2 可再生燃料电池的电极的制备
目前可再生燃料电池电极有传统的气体扩散层电极CCS(Catalyst Coated on
Substrate)、膜电极制备工艺直接将催化剂喷涂到质子交换膜上CCM(Catalyst Coated on Membrane)工业制备膜电极、薄催化层电极、复合催化层电极等。
1.5.2.1 CCS气体扩散层电极制备
与传统的燃料电池电极制备方法一样，在再生燃料电池中，氢电极催化剂一般是将Pt/C,双效氧电极一般是将Pt-IrO2、Pt-Ir、Pt-Ru等和连接剂（如Nafion或者PTFE)按一定比例混合成墨汁，然后涂到或者喷到平整处理后的碳纸等扩散层上以制备电极。
气体扩散层电极方法制备电极操作简单，有利于工业化生产，但单层电极不利于发挥电极最佳的双效性能，且催化剂负载量较高，一般为4mg/cm2以上。