燃料電池新型納米電極材料的研究.pdf

1、燃料電池具有燃料易運(yùn)輸與存儲(chǔ)、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量效率高和低的污染等優(yōu)點(diǎn)，在手提電源、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。燃料電池種類(lèi)眾多，現(xiàn)在研究最多的是直接甲醇燃料電池(DMFC)。然而目前在DMFC常用的燃料甲醇, 在陽(yáng)極上的氧化速率緩慢及甲醇滲透等問(wèn)題是阻礙DMFC進(jìn)程的兩大技術(shù)難題。本論文主要研究DMFC中陽(yáng)極催化劑制備的新方法和新材料, 考察了各種不同制備參數(shù)和各種碳材料對(duì)催化劑金屬粒子的合金化程度、平均粒徑、相對(duì)結(jié)

2、晶度、分散度和陽(yáng)極催化劑的電化學(xué)活性及穩(wěn)定性的影響。 1. 研究了用絡(luò)合還原法來(lái)制備DMFC中陽(yáng)極Pt-Ru/CMK-3催化劑以及制得的Pt-Ru/CMK-3催化劑對(duì)甲醇氧化的電催化活性。在用絡(luò)合還原法制備Pt-Ru/CMK-3催化劑時(shí), 使用THF和H2O混合溶劑。由于THF能與H2PtCl6形成絡(luò)合物, 使H2PtCl6和RuCl3的還原電位相近。因此, H2PtCl6和RuCl3基本上可同時(shí)還原, 使制得的Pt-Ru/C

3、MK-3催化劑中的Pt-Ru粒子具有高的合金化程度, 同時(shí)發(fā)現(xiàn)THF和H2O的體積比基本上與合金化程度無(wú)關(guān)。 2. 以多聚甲醛為還原劑，采用液相還原法制備了Pt/CMK-3催化劑。結(jié)果表明，有序介孔碳CMK-3具有規(guī)整的二維有序孔道結(jié)構(gòu)，為DMFC中電子和燃料的傳輸提供了方便的路徑，同時(shí)它較大的比表面積使得Pt納米粒子很好地分散在其表面；Pt/CMK-3催化劑中Pt粒子的平均粒徑為2.8 nm，小于E-TEK公司的商品化Pt/