直接甲酸盐燃料电池阴阳极催化剂的制备及性能研究

直接甲酸盐燃料电池阴阳极催化剂的制备及性能研究

直接甲酸盐燃料电池（DFFC）是一种无毒并且转换效率很高的绿色能源

,近

年来受到越来越多的关注。催化剂是DFFC的重要组成部分,开发性能好成本低的催化剂对DFFC商业化用途具有重要意义。

为此,本论文开展了以下工作:（1）针对氧还原反应（ORR）,制备了Ag-SnO₂系列复合催化剂。电化学表征发现

,相比于Ag全覆盖在

SnO₂表面的催化剂,Ag部分覆盖SnO₂时催化剂ORR催化活性更高,表明SnO₂可促进Ag的ORR催化活性。

研究了不同浓度KOH溶液中Ag催化剂、Pt催化剂对ORR活性,发现碱浓度为0.1 M时催化剂催化活性最好。通过将Ag、Pd、Pt沉积在Sn（OH）₂表面再将Sn（OH）₂溶解制得系列催化剂,与SnO₂未进行溶解处理的催化剂比较发现,存在SnO₂时Ag、Pd、Pt催化活性及稳定性均更高,表明SnO₂对Ag、Pd、Pt催化ORR活性及稳定性均有增效作用。

（2）为探究Ag和Pd对于ORR的协同作用,首先用化学法制备了系列

Ag-Pd

催化剂,发现引入Ag元素的Pd基催化剂质量比活性有提高,证明Ag-Pd有协同作用。为进一步提高Ag-Pd催化剂中Pd的利用率,通过Pb欠电位沉积及置换反应制备了Pd-Ag-SnO₂/CNTs系列催化剂。

电化学测试发现,与化学法制备催化剂相比,通过电化学法制得催化剂具有更高质量比活性。（3）为比较表面效应和尺度效应对催化剂甲酸盐氧化反应活性及抗中毒性的影响,首先制备出SnO₂表面被部分覆盖和全覆盖的催化剂,电化学测试发现,部分覆盖催化剂抗中毒性明显优于全覆盖催化剂。

Pd