直接甲酸、甲醇燃料電池陰極催化劑的研究.pdf

1、近年來,直接甲醇燃料電池(DMFC)和直接甲酸燃料電池(DFAFC)迅速發(fā)展,越來越受到人們的重視。由于DMFC和DFAFC的性能的降低大部分來源于陰極,加上甲醇和甲酸都會透過Nation膜到達陰極而使陰極和電池性能下降。所以,在DMFC和DFAFC中,陰極催化劑的研究是一個重要的方面。陰極催化劑研究的主要目的是要提高陰極催化劑對氧還原的電催化性能和高的抗甲醇或抗甲酸能力。本論文主要研究了Au基、Ru基催化劑作為DFAFC陰極催化劑對氧

2、還原的電催化性能和抗甲酸能力及Pd基催化劑作為DMFC陰極催化劑對氧還原的電催化性能和抗甲醇的能力。
　　 本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)研究了炭載Ru(Ru/C)和炭載RuFe(Ru-Fe/C)催化劑對氧還原的電催化性能和抗甲酸的能力。發(fā)現(xiàn)RuFe/C催化劑對氧還原的電催化活性要遠好于Ru/C催化劑。進一步的研究發(fā)現(xiàn),只有與Ru形成合金的Fe才能提高Ru/C催化劑對氧還原的電催化活性。另外,RuFe/C催化劑

3、對甲酸氧化沒有電催化活性。因此,Ru-Fe/C催化劑也有很好的抗甲酸能力。
　　 (2)研究了Au-Pt/C催化劑對氧還原的電催化性能和抗甲酸能力。發(fā)現(xiàn)Au-Pt/C催化劑對氧還原的電催化性能隨催化劑中Pt的含量增加而提高。當Au與Pt的原子比大于96:4時,時,Au-Pt/C催化劑還有很好的抗甲酸能力。但是,當Au與Pt的原子比小于96:4時,就會失去抗甲酸能力。因此,當Au與Pt的原子比等于96:4時,Au-Pt/C催化劑既

4、有好的對氧還原的電催化性能,又有好的抗甲酸能力。這為以后的研究提供了一種新的思路。
　　 (3)研究了炭載AuRu(AuRu/C)催化劑對氧還原的電催化性能和抗甲酸醇性能,發(fā)現(xiàn)Au與Ru形成了合金,使AuRu/C催化劑對氧還原的電催化性能要好于Au/C和Ru/C催化劑,Au-Ru/C催化劑還有很好的抗甲酸能力。
　　 (4)研究了不同Pd和Pt原子比的炭載PdPt(PdPffC)催化劑對氧還原的電催化性能和抗甲醇性能。發(fā)