一种Pt/C催化剂中Pt颗粒粒径分布计算方法和装置与流程

一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法和装置
技术领域
1.本发明涉及催化剂衰减分析，具体涉及一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法和装置。


背景技术：

2.随着化石能源的日渐枯竭以及环境污染日益严重，寻找一种新的可持续发展的清洁能源迫在眉睫。氢能是一种清洁能源，它的反应产物只生成水。质子交换膜燃料电池以氢气为燃料，氢气首先与阳极的催化剂反应，生成质子，质子再通过质子交换膜进入阴极，阴极的氧气受到催化剂的催化与质子反应，产生电流的同时生成水。这种发电方式高效、清洁，目前受到各类研究人员的广泛关注。目前，质子交换膜燃料电池发展的主要限制在于成本较高，耐久性较差。质子交换膜燃料电池主要由膜电极组成，它由质子交换膜、催化剂层与气体扩散层。其中催化剂层是膜电极的核心，它的性能决定膜电极的发电能力，它的耐久使用性能则决定着膜电极的使用寿命。
3.目前，在膜电极中广泛使用的催化剂为pt/c催化剂，其中pt颗粒的粒径在3nm左右，c颗粒的粒径在50nm左右，pt原子负载在c颗粒上。在燃料电池的使用过程中，pt原子将会产生溶解、聚集等现象，并且pt颗粒的载体c颗粒也可能发生坍塌、破裂的风险。这些现象将导致催化剂的性能下降，并且会缩短催化剂的使用寿命，进而导致燃料电池的输出功率下降。因此有必要能准确、及时的判断催化剂的性能随时间下降的情况，避免燃料电池突然失效。
4.而获取pt/c催化剂中pt颗粒的粒径分布是分析催化剂的性能的必要数据参数。目前通常采用透射电镜或是扫描电镜来观察pt颗粒的粒径分布，但这种方法较为复杂、成本高昂，并且不能实时反馈催化剂性能情况。
5.因此，如何低成本且高效地获得pt/c催化剂中pt颗粒的粒径分布，是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法和装置，以高效地获得pt/c催化剂中pt颗粒的粒径分布。
7.为实现上述目的，本发明实施例提供了以下方案：
8.第一方面，本发明实施例提供一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法，所述方法包括：
9.基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，获取所述pt颗粒的氧化反应速率；
10.对所述pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率；
11.基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布。
12.在一种可能的实施例中，所述pt颗粒的氧化反应模型，包括：pt的离子化反应和pt
的水合反应中的一种或多种。
13.在一种可能的实施例中，所述基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，获取所述pt颗粒的氧化反应速率，包括：
14.计算所述pt的离子化反应的第一反应速率v1(r
i,j
)，具体的计算公式为：
[0015][0016]
其中，f为法拉第常数；e为阴极上所设置的初始电压；r为理想气体常数；t为所述阴极处的温度；为所述pt颗粒在所述pt的离子化反应中的化学反应平衡常数；βγ为所述pt颗粒的表面张力；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压；v
pt
为pt的摩尔质量；r
i,j
为第i个pt颗粒在j时刻的粒径；θ
i,j
‑1为第i个pt颗粒在j
‑
1时刻被pto覆盖的百分比；
[0017]
计算所述pt的水合反应的第二反应速率v2(r
i,j
)，具体的计算公式为：
[0018][0019]
其中，所述pt颗粒的氧化反应速率包括所述第一反应速率v1(r
i,j
)和所述第二反应速率v2(r
i,j
)中的一种或多种；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压。
[0020]
在一种可能的实施例中，所述对所述pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率，包括：
[0021]
计算所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i,j
)，具体计算公式为：
[0022][0023]
其中，c
pt
为所述pt颗粒所处溶液中pt
2
的浓度；α为所述pt颗粒的初始粒径；d
m
为所述pt颗粒的扩散系数；为j时刻所述pt颗粒的平均粒径。
[0024]
在一种可能的实施例中，所述基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布，包括：
[0025]
计算第i个pt颗粒在j时刻的粒度分布n
i,j
，具体计算公式为：
[0026]
n
i,j
＝n
i,j
‑1 δt(
‑
v1(r
i,j
)
‑
v2(r
i,j
) v
or
(r
i,j
))；
[0027]
其中，δt为设定间隔时长。
[0028]
在一种可能的实施例中，所述基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布之后，所述方法还包括：
[0029]
计算所述pto的溶解反应的第三反应速率v2(r
i,j
)，具体的计算公式为：
[0030][0031]
其中，为所述pt颗粒在所述pto的溶解反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒所处溶液中氢离子浓度；为氢离子相对于所述pt颗粒所处溶液的浓度；
[0032]
计算在j时刻第i个pt颗粒上pto的颗粒数量m
i,j
，具体计算公式为：
[0033]
m
i，j
＝m
i，j
‑1 δt(v2(r
i，j
)
‑
v3(r
i，j
))。
[0034]
在一种可能的实施例中，所述计算在j时刻第i个pt颗粒上pto的颗粒数量m
i，j
之后，所述方法还包括：
[0035]
根据n
i，j
和m
i，j
，获取所述pt颗粒的电化学活性面积。
[0036]
第二方面，本发明实施例提供了一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算装置，所述装置包括：
[0037]
第一获取模块，用于基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，获取所述pt颗粒的氧化反应速率；
[0038]
第二获取模块，用于对所述pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率；
[0039]
第三获取模块，用于基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布。
[0040]
在一种可能的实施例中，所述pt颗粒的氧化反应模型，包括：pt的离子化反应和pt的水合反应中的一种或多种。
[0041]
在一种可能的实施例中，所述第一获取模块，包括：
[0042]
第一计算模块，用于计算所述pt的离子化反应的第一反应速率v1(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0043][0044]
其中，f为法拉第常数；e为阴极上所设置的初始电压；r为理想气体常数；t为所述阴极处的温度；为所述pt颗粒在所述pt的离子化反应中的化学反应平衡常数；βγ为所述pt颗粒的表面张力；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压；v
pt
为pt
的摩尔质量；r
i，j
为第i个pt颗粒在j时刻的粒径；θ
i，j
‑1为第i个pt颗粒在j
‑
1时刻被pto覆盖的百分比；
[0045]
第二计算模块，用于计算所述pt的水合反应的第二反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0046][0047]
其中，所述pt颗粒的氧化反应速率包括所述第一反应速率v1(r
i，j
)和所述第二反应速率v2(r
i，j
)中的一种或多种；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压。
[0048]
在一种可能的实施例中，所述第二获取模块，包括：
[0049]
第三计算模块，用于计算所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i，j
)，具体计算公式为：
[0050][0051]
其中，c
pt
为所述pt颗粒所处溶液中pt
2
的浓度；α为所述pt颗粒的初始粒径；d
m
为所述pt颗粒的扩散系数；为j时刻所述pt颗粒的平均粒径。
[0052]
在一种可能的实施例中，所述第三获取模块，包括：
[0053]
第四计算模块，用于计算第i个pt颗粒在j时刻的粒度分布n
i，j
，具体计算公式为：
[0054]
n
i,j
＝n
i,j
‑1 δt(
‑
v1(r
i,j
)
‑
v2(r
i,j
) v
or
(r
i,j
))；
[0055]
其中，δt为设定间隔时长。
[0056]
在一种可能的实施例中，所述装置还包括：
[0057]
第五计算模块，用于计算所述pto的溶解反应的第三反应速率v2(r
i,j
)，具体的计算公式为：
[0058][0059]
其中，为所述pt颗粒在所述pto的溶解反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒所处溶液中氢离子浓度；为氢离子相对于所述pt颗粒所处溶液的浓度；
[0060]
第六计算模块，用于计算在j时刻第i个pt颗粒上pto的颗粒数量m
i,j
，具体计算公式为：
[0061]
m
i,j
＝m
i，j
‑1 δt(v2(r
i，j
)
‑
v3(r
i，j
))。
[0062]
在一种可能的实施例中，所述装置还包括：
[0063]
第四获取模块，用于根据n
i，j
和m
i，j
，获取所述pt颗粒的电化学活性面积。
[0064]
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
[0065]
存储器，用于存储计算机程序；
[0066]
处理器，用于执行所述计算机程序以实现第一方面中任一所述的pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的步骤。
[0067]
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时以实现第一方面中任一所述的pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的步骤。
[0068]
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0069]
本发明首先基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，模拟pt颗粒的溶解等氧化过程，获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的氧化反应速率；然后对pt颗粒进行溶解结晶分析，模拟在奥斯特瓦尔德熟化现象影响下pt颗粒表面形貌的变化，获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的奥斯特瓦尔德熟化速率；最后基于氧化反应速率和奥斯特瓦尔德熟化速率，获取pt颗粒的粒径分布。本发明的方案采用数模分析的方式，相比于原有的电镜实验分析方案，成本更低，操作更简单，效率更高；同时本发明在计算过程中，考虑了pt颗粒的氧化反应以及奥斯特瓦尔德熟化，贴合pt颗粒实际的催化过程，使得数模分析结果能够贴合实际，从而低成本且高效地获得了pt/c催化剂中pt颗粒的粒径分布。
附图说明
[0070]
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0071]
图1是本发明实施例提供的一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的流程图；
[0072]
图2是本发明实施例提供的pt颗粒的电化学反应活性面积随时间变化关系的对比示意图；
[0073]
图3是本发明实施例提供的pt颗粒的粒径分布的对比示意图；
[0074]
图4是本发明实施例提供的一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算装置的结构示意图。
具体实施方式
[0075]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
[0076]
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的流程图，具体包括步骤11至步骤13。
[0077]
步骤11，基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，获取所述pt颗粒的氧化反应速率。
[0078]
在步骤11之前，需要从数学上定义pt颗粒，本实施例在催化反应发生前，定义pt颗粒的总数为m个，第i个pt颗粒中有i
n0
个pt原子，其粒径为r
i，0
。
[0079]
在步骤11之前，还需要建立pt颗粒的氧化反应模型，本实施例中，pt颗粒的氧化反应模型，包括：pt的离子化反应、pt的水合反应和pto的溶解反应中的一种或多种。
[0080]
具体的，pt的离子化反应的化学方程式可以表示为：
[0081]
该反应属于pt的氧化反应，能够表征pt的溶解过程；
[0082]
pt的水合反应的化学方程式可以表示为：
[0083]
该反应属于pt的氧化反应，能够表征pt催化过程中与水的氧化过程。
[0084]
步骤11中，采用pt颗粒的氧化反应模型来仿真模拟催化过程中pt颗粒的溶解等氧化过程，从而获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的氧化反应速率。
[0085]
步骤12，对所述pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率。
[0086]
具体的，奥斯瓦尔德熟化(或奥氏熟化)是一种可在固溶体或液溶胶中观察到的现象，其描述了一种非均匀结构随时间流逝所发生的变化：溶质中的较小型的结晶或溶胶颗粒溶解并再次沉积到较大型的结晶或溶胶颗粒上。该理论是根据颗粒表面分子由于能量高于颗粒内部分子而产生的不稳定性的事实所逆向推导出来的，步骤12通过对pt颗粒进行溶解结晶过程进行热力学分析，模拟在奥斯特瓦尔德熟化现象影响下pt颗粒表面形貌的变化，从而获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的奥斯特瓦尔德熟化速率。
[0087]
步骤13，基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布。
[0088]
具体的，步骤11获得的pt颗粒的氧化反应速率，以及，步骤12获得的pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率，均能够表征pt颗粒获得或失去pt原子的速度，从而影响pt颗粒的粒径变化，因此均属于一种表征pt粒径分布的函数v(r
i，j
)。
[0089]
因此，第i个pt颗粒在j时刻的粒度分布n
i，j
，可以表示为：
[0090]
n
i，j
＝n
i，j
‑1 δt
·
∑v(r
i，j
)；
[0091]
其中，δt为设定间隔时长；r
i，j
为第i个pt颗粒在j时刻的粒径。
[0092]
这样，步骤13便能够基于氧化反应速率和奥斯特瓦尔德熟化速率，获取pt颗粒的粒径分布。
[0093]
为了提高步骤11的执行效率，本实施例还提供了一种通过计算获得pt颗粒的氧化反应速率的方案，具体包括步骤21至步骤22。
[0094]
步骤21，计算所述pt的离子化反应的第一反应速率v1(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0095][0096]
其中，f为法拉第常数；e为阴极上所设置的初始电压；r为理想气体常数；t为所述阴极处的温度；为所述pt颗粒在所述pt的离子化反应中的化学反应平衡常数；βγ为所述pt颗粒的表面张力；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压；v
pt
为pt的摩尔质量；r
i，j
为第i个pt颗粒在j时刻的粒径；θ
i，j
‑1为第i个pt颗粒在j
‑
1时刻被pto覆盖的百分比。
[0097]
具体的，第一反应速率v1(r
i，j
)具体为pt溶解生成pt
2
的速度；的值可以是随时间变化的变量；e和t均可以由实验条件来决定。
[0098]
步骤22，计算所述pt的水合反应的第二反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0099][0100]
其中，所述pt颗粒的氧化反应速率包括所述第一反应速率v1(r
i，j
)和所述第二反应速率v2(r
i，j
)中的一种或多种；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压。
[0101]
具体的，第二反应速率v2(r
i，j
)具体为pt水合生成pto的速度；的值可以是随时间变化的变量；β是一个参数因子，其值在0
‑
1之间适用。
[0102]
为了提高步骤12的执行效率，本实施例还提供了一种通过计算获得pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率的方案，具体包括步骤31。
[0103]
步骤31，计算所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i，j
)，具体计算公式为：
[0104][0105]
其中，c
pt
为所述pt颗粒所处溶液中pt
2
的浓度；α为所述pt颗粒的初始粒径；d
m
为所述pt颗粒的扩散系数；为j时刻所述pt颗粒的平均粒径。
[0106]
在上述第一反应速率v1(r
i，j
)、第二反应速率v2(r
i，j
)以及奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i，j
)的基础上，步骤13也可以直接通过计算的方式来获得pt颗粒的粒径分布，具体包括步骤41。
[0107]
步骤41，计算第i个pt颗粒在j时刻的粒度分布n
i，j
，具体计算公式为：
[0108]
n
i，j
＝n
i，j
‑1 δt(
‑
v1(r
i，j
)
‑
v2(r
i，j
) v
or
(r
i，j
))；
[0109]
其中，δt为设定间隔时长。
[0110]
在实际催化过程中，pt颗粒表面的pt原子不断被溶解为pt
2
，不断与水水合为pto，同时还会发生pto的溶解反应。
[0111]
pto的溶解反应的化学方程式可以表示为：
[0112][0113]
这使得pt颗粒表面形貌不断地发生变化，从而影响催化剂的性能。因此，为了准确分析催化剂的性能，还需要获得pt颗粒表面pto的实时数量。
[0114]
这里，本实施例在上述计算公式的基础上，提供了一种通过计算获得pt颗粒表面pto的实时数量的方案，具体包括步骤51至步骤52。
[0115]
步骤51，计算所述pto的溶解反应的第三反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0116][0117]
其中，为所述pt颗粒在所述pto的溶解反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒所处溶液中氢离子浓度；为氢离子相对于所述pt颗粒所处溶液的浓度。
[0118]
具体的，第三反应速率v2(r
i，j
)具体为pto在溶液中溶解生成pt
2
的速度；的值可以为随时间变化的变量。
[0119]
步骤52，计算在j时刻第i个pt颗粒上pto的颗粒数量m
i，j
，具体计算公式为：
[0120]
m
i,j
＝m
i，j
‑1 δt(v2(r
i，j
)
‑
v3(r
i，j
))。
[0121]
在实际应用中，催化剂的形貌对催化剂的电化学活性面积(electrochemical active surface area，ecsa)存在直接对应关系，因此在步骤52之后，还包括步骤61。
[0122]
步骤61，根据n
i，j
和m
i，j
，获取所述pt颗粒的电化学活性面积。
[0123]
具体的，在获得pt颗粒的实时粒径分布以及pt颗粒表面pto的实时数量之后，通过对pt颗粒进行有效表面积累加计算，便可以获得该时刻pt颗粒的电化学活性面积。
[0124]
而pt颗粒的电化学活性面积与其催化性能直接存在直接关系，至此本实施例可以获得pt颗粒中反应时间与催化剂衰减程度之间的关系，从而实时准确地获知膜电极中催化剂的衰减。
[0125]
应用案例
[0126]
为说明本实施例的良好仿真结果，本实施例还提供了以下应用案例。
[0127]
该应用案例中，pt/c催化剂的相关初始参数值详见表1。
[0128]
表1
[0129][0130]
基于上述实施例所提供的模拟计算步骤，重复运行过程直至100h(可设定)，输出pt颗粒的粒径分布以及pt颗粒的esca。
[0131]
如图2所示为本发明实施例提供的pt颗粒的电化学反应活性面积随时间变化关系的对比示意图，如图3所示为本发明实施例提供的pt颗粒的粒径分布的对比示意图，从中可以看出通过本实施例模拟计算获得的结果，与通过实验获得的数值结果之间，保持了较高的一致性，同时两者偏差较小，说明本实施例方案能够准确地仿真计算出pt颗粒的相关数值。
[0132]
因此，本实施例更加符合实际运行情况，本实施例不仅考虑了催化剂在反应进行过程中可能出现的pt颗粒在溶液中溶解的情况，还考虑了反应进行时pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化
‑‑‑
在反应中逐渐聚集、粒径增加的过程，从而实现对pt/c催化剂的衰减情况进行实时监控。
[0133]
基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种pt/c催化剂中pt颗粒粒
径分布计算装置，如图4所示为该装置实施例的结构示意图，所述装置包括：
[0134]
第一获取模块71，用于基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，获取所述pt颗粒的氧化反应速率；
[0135]
第二获取模块72，用于对所述pt颗粒进行溶解结晶分析，获取所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率；
[0136]
第三获取模块73，用于基于所述氧化反应速率和所述奥斯特瓦尔德熟化速率，获取所述pt颗粒的粒径分布。
[0137]
在一种可能的实施例中，所述pt颗粒的氧化反应模型，包括：pt的离子化反应和pt的水合反应中的一种或多种。
[0138]
在一种可能的实施例中，所述第一获取模块，包括：
[0139]
第一计算模块，用于计算所述pt的离子化反应的第一反应速率v1(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0140][0141]
其中，f为法拉第常数；e为阴极上所设置的初始电压；r为理想气体常数；t为所述阴极处的温度；为所述pt颗粒在所述pt的离子化反应中的化学反应平衡常数；βγ为所述pt颗粒的表面张力；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压；v
pt
为pt的摩尔质量；r
i,j
为第i个pt颗粒在j时刻的粒径；θ
i,j
‑1为第i个pt颗粒在j
‑
1时刻被pto覆盖的百分比；
[0142]
第二计算模块，用于计算所述pt的水合反应的第二反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0143][0144]
其中，所述pt颗粒的氧化反应速率包括所述第一反应速率v1(r
i，j
)和所述第二反应速率v2(r
i，j
)中的一种或多种；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒在所述pt的水合反应中的化学平衡电压。
[0145]
在一种可能的实施例中，所述第二获取模块，包括：
[0146]
第三计算模块，用于计算所述pt颗粒的奥斯特瓦尔德熟化速率v
or
(r
i，j
)，具体计算公式为：
[0147][0148]
其中，c
pt
为所述pt颗粒所处溶液中pt
2
的浓度；α为所述pt颗粒的初始粒径；d
m
为所述pt颗粒的扩散系数；为j时刻所述pt颗粒的平均粒径。
[0149]
在一种可能的实施例中，所述第三获取模块，包括：
[0150]
第四计算模块，用于计算第i个pt颗粒在j时刻的粒度分布n
i，j
，具体计算公式为：
[0151]
n
i，j
＝n
i，j
‑1 δt(
‑
v1(r
i，j
)
‑
v2(r
i,j
) v
or
(r
i，j
))；
[0152]
其中，δt为设定间隔时长。
[0153]
在一种可能的实施例中，所述装置还包括：
[0154]
第五计算模块，用于计算所述pto的溶解反应的第三反应速率v2(r
i，j
)，具体的计算公式为：
[0155][0156]
其中，为所述pt颗粒在所述pto的溶解反应中的化学反应平衡常数；为所述pt颗粒所处溶液中氢离子浓度；为氢离子相对于所述pt颗粒所处溶液的浓度；
[0157]
第六计算模块，用于计算在j时刻第i个pt颗粒上pto的颗粒数量m
i，j
，具体计算公式为：
[0158]
m
i,j
＝m
i，j
‑1 δt(v2(r
i，j
)
‑
v3(r
i，j
))。
[0159]
在一种可能的实施例中，所述装置还包括：
[0160]
第四获取模块，用于根据n
i，j
和m
i，j
，获取所述pt颗粒的电化学活性面积。
[0161]
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文任一所述pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的步骤。
[0162]
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文任一所述pt/c催化剂中pt颗粒粒径分布计算方法的步骤。
[0163]
本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0164]
本发明实施例首先基于pt/c催化剂中pt颗粒的氧化反应模型，模拟pt颗粒的溶解等氧化过程，获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的氧化反应速率；然后对pt颗粒进行溶解结晶分析，模拟在奥斯特瓦尔德熟化现象影响下pt颗粒表面形貌的变化，获得能够反映pt颗粒表面变化快慢的奥斯特瓦尔德熟化速率；最后基于氧化反应速率和奥斯特瓦尔德熟化速率，获取pt颗粒的粒径分布。本发明实施例的方案采用数模分析的方式，相比于原有的电镜实验分析方案，成本更低，操作更简单，效率更高；同时本发明在计算过程中，考虑了pt颗粒的氧化反应以及奥斯特瓦尔德熟化，贴合pt颗粒实际的催化过程，使得数模分析结果能够贴合实际，从而低成本且高效地获得了pt/c催化剂中pt颗粒的粒径分布。
[0165]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序
产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0166]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0167]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0168]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0169]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0170]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。