直接甲醇燃料電池（DMFC）陽極改性催化劑PtRu-C的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)是一種以甲醇為直接燃料的燃料電池,具有運行溫度低、能量轉換效率高、燃料來源豐富、直接利用液態(tài)甲醇為燃料、無污染、無噪音、環(huán)境友好、系統(tǒng)結構簡單等優(yōu)點,是便攜式電子設備、電動汽車等的動力電源,具有廣泛的應用前景。但其性能與商業(yè)化的要求仍有較大差距,主要原因在于低溫時甲醇的電催化氧化活性不高,甲醇透過造成陰極活化嚴重,同時甲醇氧化中間產物CO等易使催化劑中毒失活,因此研究具有穩(wěn)定的抗CO中毒能力和較好的甲醇催化氧

2、化活性的陽極催化劑具有重要意義。在DMFC陽極催化劑的研究過程中,PtRu/C催化劑是目前為止應用最為成熟廣泛的抗CO催化劑,但其催化活性受多種因素的影響,如制備方法、還原氛圍和還原條件等。 為了制備出成本較低、電催化活性較好的DMFC陽極PtRu/C催化劑,本論文以H2PtCl6.6HzO和RuCl3為主要原料,在多種條件下采用液相化學還原法及微波法制備了PtRu/C雙金屬陽極催化劑。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM

3、)、循環(huán)伏安掃描(CV)等方法對制備的催化劑的晶體結構和電化學活性進行了分析和研究。 結果表明：載體活性炭粉末采用水蒸氣處理后真空干燥、以THF作為反應溶劑體系、以NaOH與CH3COONa濃度均為0.631mol/L的混合緩沖溶液調節(jié)還原體系pH=10、還原劑為水合肼且其用量為理論用量的4倍、還原體系溫度為85～90℃等最佳條件時,在惰性氣體保護下,液相化學還原法可以制備出粒徑大小合適、分布均勻且負載均勻的性能最佳PtRu/C

4、雙金屬催化劑,這種催化劑對甲醇的電催化氧化顯示出很好的活性。同時對其在甲醇溶液中連續(xù)工作的能力進行了考察,發(fā)現隨著使用時間的延長,催化劑會逐步趨向穩(wěn)定。考察了在不同甲醇濃度下最佳催化劑的性能,結果發(fā)現催化劑在甲醇濃度為0.5～1.0mol/L,時的催化活性較好。同時本文還比較了采用液相化學還原法和采用微波加熱法制備的催化劑的性能,結果發(fā)現：在其他條件和制備最佳PtRu/C雙金屬催化劑相同的情況下,以甲醛為還原劑時上述兩種方法制備的催化劑