直接甲醇燃料電池陽極電催化劑研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池（DMFC）具有低污染、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、燃料來源廣、能量轉(zhuǎn)化率高、儲存和運輸安全方便等優(yōu)點，是一種理想的清潔能源。然而，在目前DMFC的開發(fā)中仍存在一些問題，制約了其商業(yè)化發(fā)展。其中陽極催化劑效率低以及目前使用的貴金屬催化劑資源稀少、價格昂貴的問題是最大的阻礙。因此，提高催化劑活性、減少催化劑用量或者尋找新的替代Pt、Ru的催化劑是降低燃料電池成本的有效途徑。本文以此為目標，制備了多種新型的DMFC陽極材料，并對其電

2、催化性能進行了詳細的考察。 研究工作主要包括以下幾個方面： 1.用化學方法在水溶液中連續(xù)還原HAuCl4和H2PtCl6，制備了核殼結(jié)構(gòu)的Au@Pt納米顆粒，通過掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等方法對制得的Au@Pt催化劑的形貌進行了表征。用循環(huán)伏安法（CV）考察了Au@Pt/石墨和Pt/石墨電極對甲醇氧化的電催化活性。同時還初步探究了Au-Pt原子比、甲醇濃度以及掃描速度等對甲醇電催化性能的影響以及

3、電極的長期穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Au可以明顯提高Pt的甲醇電催化活性，且催化劑中最佳Au-Pt原子比為1:2.25。同時Au@Pt/石墨電極還表現(xiàn)出良好的長期穩(wěn)定性。 2.采用乙二胺（ED）修飾的碳納米管（CNT）作為催化劑載體，在其表面電化學沉積Pt-Ru納米顆粒制備了Pt-Ru/ED/CNT電極，并應用于甲醇的電催化氧化。用CV、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜（FTIR）等手段考察了ED與CNT的結(jié)合情況。用SEM和能量分散譜儀（EDS）等

4、對Pt-Ru/ED/CNT電極和Pt-Ru/CNT電極的表面形貌和元素組成進行表征。實驗結(jié)果表明，與相同條件下制備的Pt-Ru/CNT電極相比，Pt-Ru/ED/CNT電極有更好的甲醇電催化性能和長期穩(wěn)定性，表明ED修飾的CNT復合材料是一種優(yōu)良的催化劑載體材料。 3.制備了Au摻雜的CeO2納米復合物并將其作為直接甲醇燃料電池Pt電催化劑的輔助催化劑。用SEM和EDS等對Pt/Aux-Ce1-xO2和Pt/CeO2石墨電極的表