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輸與存儲、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、能量效率高和低的污染等優(yōu)點，在手提電源、電動汽車等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。燃料電池種類眾多，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, 在陽極上的氧化速率緩慢及甲醇滲透等問題是阻礙DMFC進程的兩大技術(shù)難題。本論文主要研究DMFC中陽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)和各種碳材料對催化劑金屬粒子的合金化程度、平均粒徑、相對結(jié)

2、晶度、分散度和陽極催化劑的電化學(xué)活性及穩(wěn)定性的影響。 1. 研究了用絡(luò)合還原法來制備DMFC中陽極Pt-Ru/CMK-3催化劑以及制得的Pt-Ru/CMK-3催化劑對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, 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, 同時發(fā)現(xiàn)THF和H2O的體積比基本上與合金化程度無關(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/