直接甲酸燃料電池碳化鎢載鈀陽極催化劑的研究.pdf

1、直接甲酸燃料電池(Direct formic acid fuel cell，DFAFC)具有甲酸滲透率低、無毒、不易燃、運輸和存儲方便等優(yōu)點，適用于微型電源、便攜式電源等領域，近年來受到廣泛關注。然而陽極甲酸電氧化反應(Formic acid electrooxidation reaction，FAOR)催化劑的活性與穩(wěn)定性差阻礙了DFAFC商業(yè)化的進程。碳化鎢(WC)具有獨特的類Pt特性，酸性介質中穩(wěn)定性良好，高比表面積、高穩(wěn)定性WC

2、將有可能利于提升催化劑活性和穩(wěn)定性。針對高溫碳化法制備WC易團聚、比表面積低的問題，本論文設計制備了兩類高比表面積WC基載鈀催化劑，通過現代譜學顯微技術表征了催化劑物性，借助電化學方法評價了其對FAOR的催化活性和穩(wěn)定性，主要結論如下:
　　(1)采用模板-熱解法制備了高分散Pd/WCx-T（x是指不同粒徑的SiO2微球模板）系列電催化劑。將不同粒徑的SiO2微球模板與碳源、鎢源直接混合，通過高溫熱解制得高比表面積WCx-T，其中

3、WC50-900比表面積404.37 m2 g-1，高于商業(yè)化Vulcan XC-72(250 m2 g-1);采用浸漬還原法制得Pd/WCx-T系列催化劑，20％ Pd/WC10-900催化劑Pd納米粒子均勻分布于WC10-900表面;其催化FAOR的活性大小為847.25 mA mg-1，是20％ Pd/C(113.72 mA mg-1)的7.45倍;
　　(2)以高比表面積、高導電性的石墨烯為基底，利用高溫熱解-模板法在其表

4、面擔載WC制備了石墨烯-碳化鎢(GW)復合載體，通過浸漬還原法合成了Pd/GWy（y是指GW復合載體中WC質量分數）系列催化劑。Pd/GW20催化劑Pd納米粒子粒徑為5-9 nm，均勻分散于GW復合載體表面;Pd/GW20催化劑催化FAOR的活性大小為811.5 mA mg-1，高于Pd/G(703.5 mA mg-1);電位在0.1 V(vs.Ag/AgCl)下進行1800 s I-t測試，Pd/GW20催化劑電流密度衰減53.4％，