陰離子膜燃料電池中Fe、Ni基氧還原催化劑的制備及性能.pdf

1、以堿性陰離子膜為電解質的陰離子膜燃料電池(AEMFC)不僅能提高氧還原反應(oxygen reduction reaction，ORR)動力學，而且可以使用非貴金屬陰極催化劑，從而大大降低制造成本，在燃料電池的商業(yè)化進程中更具有競爭力。作為關鍵部件之一的ORR催化劑，其性能優(yōu)劣直接關系電池輸出性能的好壞，開發(fā)新型、低成本的ORR催化劑，對推動AEMFC的發(fā)展具有重要的理論和實際意義。
　　本文以淀粉為碳源，納米氧化鐵和氧化鎳為活性

2、中心，通過高熱解法制備了Fe/C、Ni/C、FeNi/C催化劑。高分辨率的透射電鏡證實，三種催化劑均具有核殼結構，殼為片層石墨層，核為金屬納米顆粒。Fe納米顆粒的粒徑約為25 nm，而Ni顆粒與合金顆粒直徑分別為幾十納米到幾百納米不等，三種催化劑均對O2表現(xiàn)出催化活性。
　　當熱解溫度為800℃、保溫時間4h時，控制淀粉與鐵、鎳的質量比分別為:100∶5（淀粉/鐵）、50∶1（淀粉/鎳）和100∶2∶3（淀粉/鐵/鎳）可分別制備出

3、具有最優(yōu)催化活性的Fe/C、Ni/C、FeNi/C催化劑。催化劑的最大比表面積為:373m2·g-1。
　　在最優(yōu)條件下制備的三種催化劑在-0.6V時氧還原反應的極化電流密度分別達到0.799 mA·cm-2、0.89 mA·cm-2、1.266 mA·cm-2，對ORR的催化活性順序為:FeNi/C＞Ni/C＞Fe/C。與Fe/C與Ni/C相比，F(xiàn)eNi/C的ORR催化活性分別提高了58.4％、42.2％。
　　在三種催化