直接甲醇燃料电池钯基催化剂研究进展.pdf

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1、第43卷第11期当代化工Vo1．43．No．112014年11月ContemporaryChemicalIndustryNovember，2014直接甲醇燃料电池钯基催化剂研究进展王丽，杨云裳，裴春娟(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂是直接甲醇燃料电池的关键材料之一。由于钯的价格便宜、储量丰富、在碱性条件下活性较高，成为取代铂作为DMFC的潜在的阳极催化剂。着重介绍了近年来钯基阳极催化剂在碱性条件下对甲醇的电氧化的研究进展，展望了其发展前景。关键词：直接甲醇燃料电池；阳极催化剂；甲

2、醇的电氧化中图分类号：TQ150文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)11-2406—04ResearchProgressinPdBasedCatalystsforDirectMethanolFuelCellWANGLi，YANGYun—shang，PEIChun-juan(LanzhouUniversityofTechnology，GansuLanzhou730050，China)Abstract：Theanodecatalystisoneofthekeymaterialsfordirectmethanolfu

3、elcell(DMFC)．PdismoresuitablethanPtasakindofanodecatalystduetoitsrelativelylowcostandabundanceontheearth．Inthispaper,Pd—basedcatalystsforelectro-oxidationofmethanolinalkalinemediawerereviewed，andthedevelopmentofthecatalystsformethanolelectro—oxidationwasprospected．Ke

4、ywords：Directmethanolfuelcell；Anodecatalyst；Methanolelectro—oxidation直接甲醇燃料电池(DMFC)具有结构简单、电催化性能。燃料丰富、能量密度高、储存携带方便等特点，是Wang~等用NaBH4还原Pd(NO3)2·xH20和适用于便携式移动电源和电动车等的新型电源之AgNO，、炭黑作为载体，得到了不同比例的Pd—Ag／c一，在交通、航天等的应用上具有广阔的前景[1-4]。的双金属催化剂。通过对其形貌和结构进行表征，在理论上，直接甲醇燃料电池有很高的能量转换效可以

5、看到粒子能够很好的分散在炭黑上，平均粒径率，但是在技术迅速发展的同时，商业化还存在很在3—4nm之间。通过电化学测试表明：和Pd／C催大的问题，主要有两个问题阻碍了DMFC的发展进化剂相比，Pd—Ag(1：1)／c双金属催化剂在碱性程，一是阳极催化剂活性低；二是甲醇从阳极槽中条件下对甲醇的电氧化具有更好的催化活性。而且通过质子交换膜渗透到阴极。为了解决这两个问Ag能够促进移除甲醇电氧化过程中产生的CO等中题，人们在催化剂的选择上进行了大量的研究。间产物。Pt及Pt基催化剂在直接甲醇燃料电池(DMFC)Qi等通过多元醇途径合成了负

6、载在碳上的中广泛使用，但是由于Pt的价格昂贵和Pt会在甲Pd／C催化剂。通过对其形貌和机构进行表征，可以醇电氧化过程中吸附生成的中间产物而中毒，导致得出Pd纳米颗粒主要为(111)晶面。通过电化学活性下降，使得DMFC的成本居高不下，限制了其大测试结果表明：与商业的Pd／C催化剂相比，制备出规模的应用。与Pt相比，Pd的价格便宜，储量丰的具有晶面(111)取向的Pd／C催化剂在碱性条件富嘲，成为DMFC潜在的阳极催化剂。近几年，人下对甲醇的电氧化具有更高的电催化活性。们对Pd基催化剂在碱性条件下对甲醇的电氧化进Qiu等唧通过甲酸

7、还原的方法制备了负载在炭行了大量的研究。黑(Vulcanxc一72)上的Pd及PdNi(Pd／C、PdNi／C)催化剂。实验结果表明，Pd及PdNi的纳米粒子可1Pd基催化剂在碱性条件下对甲醇以均匀的分散在炭黑载体上，且平均粒径在2—1O的电氧化nm之间。电化学测试结果表明：PdNi／C的双金属在直接甲醇燃料电池(DMFCs)中，Pd以及催化剂比Pd／C催化剂在碱性条件下对甲醇的电氧Pd基催化剂与其它金属催化剂相比，显示了良好的化具有更高的催化活，说明PdNi／C双金属催化剂收稿日期：2014—05—12作者简介：王丽(1987

8、-)，女，甘肃兰州入，硕士研究生，研究方向：新型碳材料负载Pd基催化剂在碱性条件下对甲醇的电氧化；。E-mailwang1jbe1j1ng2O12@126．tom。通讯作者：杨云裳(1972一)，女，副教授。E-mail：yangguang@1ut．cn。第43