直接甲醇燃料電池Pd-M-C陰極催化劑研究.pdf

1、近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的直接甲醇燃料電池（DMFC）由于其燃料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜、運(yùn)輸和儲(chǔ)存較安全的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛重視。然而，陰極催化劑的低催化活性等問題限制了DMFC的實(shí)際應(yīng)用。為了提高催化劑的活性和利用率，防止陽(yáng)極滲透中甲醇的中毒，本論文通過浸漬還原法和超聲保護(hù)劑法，分別制得高分散性、超微粒Pd/C以及Pd-M/C合金催化劑，利用XRD、TEM技術(shù)研究了不同方法制得的Pt粒子大小、結(jié)晶度，并借助于電化學(xué)方法評(píng)價(jià)了它們對(duì)甲醇氧化的電催化活性和

2、穩(wěn)定性。主要結(jié)果如下： （1）利用浸漬還原法，制得了含Pd量為20％的Pd/C以及Pd-M/C合金催化劑通過在0.5 mol·L-1的甲醇和硫酸溶液中的的循環(huán)伏安和對(duì)氧還原活性的表征，Pd/C催化劑相比Pt/C催化劑有著更好的耐甲醇性能。摻雜金屬Cu改性Pd/C，Pd-Cu/C催化劑為面心立方結(jié)構(gòu)，元素銅的加入使催化劑的Pd-Pd間距縮小，從而-HO2ads和O-O鍵能更好地吸附在催化劑金屬表面，使催化劑具有最優(yōu)良的電化學(xué)活性。

3、催化劑中Pd與Cu的物質(zhì)的量比與預(yù)設(shè)值相近，Pd和Cu基本被全部還原；當(dāng)采用NaBH4為還原劑，絡(luò)合劑與催化劑的物質(zhì)量比為1：1時(shí)，催化劑（Pd3Cu/C）的平均粒徑為3.4nm，催化劑的電化學(xué)性能最好。 （2）利用超聲保護(hù)劑還原法，合成了產(chǎn)生分布范圍很窄（3-4 nm范圍），結(jié)晶度小，Pd3Cu/C催化劑粒子。通過ORR對(duì)氧還原的電化學(xué)性能測(cè)試，超聲還原法制備的Pd3Cu/C催化劑對(duì)氧的催化活性更高，這可能由于粒徑在載體中分散