所处阶段： 小试 

　　成果来源：等离子体物理研究所 

　　必要性及需求分析 

　　目前全球的石油储量约有1345亿吨，而现在全世界燃油的消耗每年达30亿吨以上。显而易见，全球的石油资源再有40年左右就会枯竭。而作为贫油国家，我国的石油仅有23的开采储量。进口依存度由1995年的6.5%已上升至2008年的52%！直接影响着我国的可持续发展。统计资料表明，全球约三分之一的能源用于交通，所以寻找新能源在交通中的应用迫在眉睫。 

　　近年来，直接甲醇燃料电池由于其工作温度低、燃料来源广泛、低污染、高能量密度、成本低廉等特点，成为人类解决能源危机的有效途径之一，近年来越来越受到人们的关注。作为燃料电池阳极的催化剂，要求贵金属铂以良好的形貌和大小分布于载体上并与载体结合牢固。为达到以上效果，需从两方面着手：一方面要有良好的 Pt的负载均匀程度和合适的金属粒径大小；另一方面，载体需有大的比表面积，以提高贵金属的负载率，并且要有良好的导电性，以提供电子传输的通道，还要有稳定的特性，以防止在酸性环境中被腐蚀。石墨烯具有良好的物理、电学性能，是负载铂催化剂的理想载体。 

　　目标及主要任务 

　 （1）目标 

　　探索应用新方法制备质量和数量都较高的石墨烯，并应用等离子体法对石墨烯表面进行修饰，制备适合燃料电池电极的载体。检测电极特性，使其电化学特性几倍于当前商用载体或电极材料。石墨烯制备的新方法有以下特点： 

　　原料来源广且价格便宜：以石墨为原料 

　　产品质量和数量较高：以等离子体方法制备石墨烯得到较高的质量和数量 

　　对环境无污染 

　 （2）主要任务 

　　探索应用等离子体法制备石墨烯的新方法 

　　以石墨烯为电极材料组装电池，使其特性几倍于当前商用电池 

　　三、现有工作基础 

　　（1）应用等离子体法还原氧化石墨烯 

　　经过多年的探索，已经成功应用等离子体方法还原氧化石墨烯制备适合于燃料电池电极载体的石墨烯材料，其方法简单易行且对环境没有污染。 

　　（2）等离子体技术制备铂纳米复合物 

　　利用Ar射频辉光等离子体对负载了Pt前驱物离子的石墨烯载体进行还原，制备了高效的催化剂，对其进行表征，并用于甲醇催化氧化的研究。 

　　（3）等离子体技术制备掺杂石墨烯铂及其甲醇电催化性能研究 

　　利用NH3及H2射频辉光等离子体对氧化石墨烯进行掺杂，制备成两种载体掺杂 H石墨烯（GH）和掺杂氮石墨烯（GHA），然后将上述所得等离子体技术制备石墨烯铂纳米复合物及其在直接甲醇燃料电池中的应用得载体与氯铂酸混合，采用氢气等离子体对混合物进行一步还原从而制备掺杂氢石墨烯铂纳米复合物（Pt/GH）和掺杂氮石墨烯铂纳米复合物（Pt/GHA）。并用于甲醇催化氧化的研究。 

　　预期经济和社会效益 

　　我国的电动车行业正处在迅猛发展中，将燃料电池用于电动车性能的提升，环保，节约能源，具有良好的经济效益和社会效益。 

　　五、实施方式（模式） 

　　应用与基础并进，通过基础研究为应用提供理论支撑，与企业联合开发等方式。