直接乙醇燃料電池電催化劑研究.pdf

1、直接乙醇燃料電池(DEFC)具有工作溫度低、啟動快和能量轉(zhuǎn)化效率高等特點，同時燃料資源豐富、價格低廉、來源廣泛而且便于攜帶和運輸，有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、移動電話和電動汽車等方面，對于解決目前能源短缺和環(huán)境污染等問題具有重大的意義。但是目前阻礙DEFC商業(yè)化發(fā)展的主要問題之一是乙醇分子在陽極的反應(yīng)活性低。目前DEFC的電催化劑主要是貴金屬Pt，但其價格昂貴，資源稀少。因此，為了降低燃料電池成本，我們有必要開發(fā)用量少、活性高的新型電催化

2、劑。本文從解決DEFC主要技術(shù)問題入手，進行了以下幾個方面的研究：
　　 (1)以溶膠凝膠方法制備了SiO2修飾的碳納米管(SiO2-CNTs)為載體材料,利用微波輔助加熱化學還原方法制備了Pt/SiO2-CNTs納米催化劑。分別利用掃描電子顯微鏡和能量散射譜儀對Pt/SiO2-CNTs納米顆粒的表面形貌和元素組成進行了表征。在酸性介質(zhì)中，通過循環(huán)伏安法研究了Pt/SiO2-CNTs納米催化劑對乙醇氧化的電催化性能。與商用催化

3、劑PtRu/C (E-TEK)相比，在相同的催化劑載量和實驗條件下，Pt/SiO2-CNTs催化劑比PtRu/C(E-TEK)催化劑對乙醇氧化具有更好的催化活性和抗CO中毒能力。
　　 (2)通過高溫分解乙炔對SiO2進行碳化處理制備了SiO2-C顆粒，并以其為載體制備了Pt/SiO2-C電催化劑。分別利用掃描電子顯微鏡和能量散射譜儀對SiO2-C顆粒的表面形貌和Pt/SiO2-C電催化劑的元素組成進行了表征。采用循環(huán)伏安法研

4、究了Pt/SiO2-C電催化劑對乙醇氧化的電催化活性，通過交流阻抗方法檢測了Pt/SiO2-C電催化劑的導電性。結(jié)果表明，與Pt/SiO2電催化劑相比，Pt/SiO2-C電催化劑具有更好的催化活性和導電性，說明碳化處理后的二氧化硅的導電性得到了改善，從而提高了催化劑的電催化活性。
　　 (3)采用強氧化劑高錳酸鉀與葡萄糖的反應(yīng)，制備了MnOx-C復(fù)合物，分別利用掃描電子顯微鏡、能量散射譜儀以及XRD對MnOx-C的表面形貌和元