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《四川大学》 2007年
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直接醇类燃料电池阳极催化剂的研究

刘振辉  
【摘要】: 直接醇类燃料电池(DAFC)具有很多优于其他传统的燃料电池的优点,具有用于交通工具和移动通讯工具电源的潜力。但是,甲醇在阳极上的氧化速率缓慢及甲醇渗透等问题是用于大功率、高容量电池上的两大技术难题。本论文针对甲醇氧化速率和催化剂中毒的问题,着重研究高效阳极催化剂或是寻找其他甲醇的替代物。并且主要讨论了在醇类燃料电池中影响催化剂性能的各种因素。 主要研究内容包括:(1)研究在催化剂中各种组分的含量与电催化特性的关系,尤其是电极中最佳Nafion含量的研究;(2)采用浸渍还原法用多种还原剂(包括乙二醇、甲醛、硼氢化钠)制备出Pt/C,PtRu/C,PtRuMo/C,通过XRD,CV等测试方法对其性质进行了表征,并且研究了炭载体热处理的方法。 以上实验得到的主要结果如下: (1)比较了催化剂中Nafion担载量不同的时候在不同燃料中的电化学性能,采用三电极电解实验,用硫酸、甲醇和乙醇为电解液,结果发现不同的Nafion担载量在三种电解液中的性能不同,在硫酸溶液中Nafion担载量在30%-40%之间最好,这与文献报道的33%和36%是一致的。在甲醇溶液中,Nafion担载量在10%-20%之间最好。在乙醇溶液中Nafion担载量在5%-10%之间最好。本实验还比较了催化剂中的Pt担载量和温度对于电催化氧化的影响,发现Pt担载量不同对于催化活性有很大的影响,但是从室温到甲醇、乙醇沸点的温度区间内,温度对催化活性的影响很小。 (2)用热处理前后的活性炭分别制备催化剂,比较了它们催化性能的区别,发现活性炭的热处理使催化剂的性能得到了显著的提高。 (3)比较不同还原剂制备的不同催化剂,在制备Pt/C和PtRu/C时,甲醛和乙二醇都收到了很好的效果,制得的催化剂的催化性能较好,优于同样Pt担载量的商业催化剂。但是在制备PtRuMo/C催化剂时,甲醛和乙二醇制得的催化剂并没有比传统的硼氢化钠制得的PtRuMo/C催化剂性能有所提高。同时发现实验中还原温度的控制对于最后催化剂的性能有很大的影响。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM911.4

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【引证文献】
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