直接甲酸燃料電池催化劑載體的研究.pdf

1、近年來,直接甲酸燃料電池(DFAFC)有很多優(yōu)點而日益受到世界范圍的關(guān)注和重視。許多努力都在提高它們的催化劑的電催化性能方面。催化劑的電催化性能主要與催化劑的組分、結(jié)構(gòu)和載體有關(guān)。本論文主要研究從改進(jìn)催化劑的載體方面來提高DFAFC的催化劑的電催化性能。
　　 碳載體是燃料電池中常用的催化劑載體,而商品化的VuleanXC-72碳黑(XC)是最常用的碳載體。但它有易被氧化和穩(wěn)定性差的問題,因此用更穩(wěn)定的碳載體是一個很重要的研究方

2、向。本論文主要研究用大孔碳(MC)、碳化鎢(WC)與XC混合物作DFAFC的催化劑的載體,用Ir和Pd作陰極和陽極催化劑的電催化性能。主要結(jié)果如下:
　　 (1)通過預(yù)沉淀法制備了Ir/MC和Ir/XC催化劑,發(fā)現(xiàn)Ir/MC催化劑對氧氣還原的電催化活性要好于Ir/XC催化劑。由于Ir/MC和Ir/XC催化劑的Ir粒子平均粒徑和相對結(jié)晶度相似,因此,這只能歸結(jié)于MC有大的孔徑和孔率及高的石墨化程度。另外,兩種催化劑都有好的抗甲酸能

3、力。
　　 (2)研究和比較了Pd/XC和Pd/MC催化劑對甲酸氧化的電催化性能。發(fā)現(xiàn)Pd/MC催化劑對甲酸氧化的電催化活性和穩(wěn)定性都要好于Pd/XC催化劑。由于兩種催化劑中Pd粒子的平均粒徑和相對結(jié)晶度相似,因此,Pd/MC催化劑電催化性能好的原因只能歸結(jié)于MC大的孔徑和孔率及高的石墨化程度。
　　 (3)研究了WC和XC作混合載體的Pd/WC-XC催化劑對甲酸氧化的電催化性能。發(fā)現(xiàn)Pd/WC-XC催化劑對甲酸氧化的電

4、催化性能要優(yōu)于Pd/XC催化劑。而且,Pd/WC-XC催化劑的電催化性能與WC和XC和的質(zhì)量比有關(guān),當(dāng)質(zhì)量比位3:1時,催化劑對甲酸氧化的電催化活性最好,當(dāng)質(zhì)量比為2:1時,催化劑對甲酸氧化的電催化穩(wěn)定性性最好。
　　 (4)通過聚乙烯醇(PVA)保護(hù)法制備了Au/XC和Au/WC-XC催化劑,并研究了它們對氧還原的電催化性能和抗甲酸的能力。發(fā)現(xiàn)Au/WC-XC催化劑對氧還原的電催化性能遠(yuǎn)高于Au/XC催化劑,而且又有很好的抗甲