1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)動態(tài)響應問題是影響電池使用壽命及可靠性的決定因素之一。由于PEMFC輸出電能是由電化學反應、氣體和質(zhì)子傳遞、電子傳導等過程串聯(lián)的，氣體和質(zhì)子傳遞速度遠低于電子傳導速度，當大電流瞬間加載時(如汽車的啟動、加速等過程)，PEMFC會因為氣體傳遞速度變化的滯后，而使催化劑表面處于欠氣(或質(zhì)子)狀態(tài)，造成PEMFC輸出電壓驟降至零甚至反極，對電池破壞性極大，會嚴重影響電池的性能和壽命，因而提高動態(tài)響應是PEMFC

2、在汽車等動態(tài)負載領域應用商業(yè)化的重要前提。
　　 在燃料電池領域，PEMFC的陰極普遍采用的電催化劑是碳載鉑催化劑，與傳統(tǒng)的炭黑相比，由于碳納米管(CNTs)具有較高的電化學比表面積，優(yōu)異的電子傳導性能，成為一種新型的電催化劑載體。
　　 RuO2·xH2O是一種功率密度高、制備工藝簡單的超級電容器材料。本文采用兩種方法——浸漬-溶膠凝膠法和電化學沉積法制備RuO2·xH2O，且首次提出將RuO2·xH2O/CNTs與P

3、t/C電極結(jié)合，利用RuO2·xH2O的電容作用提高PEMFC的動態(tài)響應。
　　 采用浸漬-溶膠凝膠法將：RuO2·xH2O擔載到CNTs上，可以制備雙電層電容與法拉第準電容的復合電容器，這種電容器同時具有較高的能量和功率密度。將這種復合材料噴涂在Pt/C電極表面，制成PEMFC陰極，然后組裝成單電池在燃料電池測試平臺上測試。測試結(jié)果顯示：與單純的含Pt/C催化劑的單電池相比，陰極添加了RuO2·xH2O/CNTs的單電池動態(tài)響

4、應性能有顯著的提高，這對提高PEMFC可靠性有著重要意義。
　　 循環(huán)伏安測試表明，擔載了RuO2·xH2O的CNTs電容明顯大于未載RuO2·xH2O的電容；從CNTs的TEM圖可觀察到通過浸漬.溶膠凝膠法制備的RuO2·xH2O粒徑較小(3nm左右)且分布均勻；膜電極的交流阻抗測試也顯示出電極的反應電阻減小，易于電化學反應的發(fā)生。把在催化劑層和Nafion膜之間載入的RuO2·xH2O/CNTs復合材料看做一個與PEMFC陰

5、極相并聯(lián)的獨立的電容器，通過與對比電極的比較可看到加入RuO2·xH2O/CNTs復合材料的電極電池穩(wěn)態(tài)性能略有提高，而動態(tài)響應測試結(jié)果明顯優(yōu)于未載此復合材料的電極，說明了RuO2·xH2O/CNTs所具有的快速充放電功能在電池瞬間加大電流時對電壓過降起到了明顯的緩沖作用，同時可以有效地提高電池的壽命和可靠性。
　　 此外，以鉑碳電極為基體，采用電化學方法，實現(xiàn)水合氧化釕在電極表面的高分散沉積；通過掃描電鏡考察該電極的表面形貌，