燃料電池作為一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)能源高效清潔利用的技術(shù),緩解了化石能源消耗帶來的環(huán)境污染問題。直接乙醇燃料電池（DEFC）由于燃料來源廣泛,能量轉(zhuǎn)化效率高,運(yùn)輸和儲存方便安全等優(yōu)勢具有較好的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn),地球上儲量豐富的Pd對乙醇氧化的催化能力高于其他金屬,成為DEFC中廣泛使用的催化劑。催化劑的活性及穩(wěn)定性制約了DEFC的發(fā)展。催化劑載體材料的種類和表面性能直接影響貴金屬催化劑的形貌,分散度以及顆粒大小,與燃料電池的電催化性能密切相關(guān)。黑磷作為繼石墨烯之后發(fā)現(xiàn)的一種新型二維材料,具有較大的比表面積以及較高的電子遷移率,受到了廣泛關(guān)注與研究。然而,黑磷較差的穩(wěn)定性阻礙了其在燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。為了提高催化劑的電催化性能,降低燃料電池貴金屬催化劑用量,從而降低催化劑成本,本文從制備較好穩(wěn)定性的黑磷復(fù)合載體方面出發(fā),改進(jìn)了催化劑的電催化性能,對催化劑進(jìn)行了形貌,結(jié)構(gòu),電化學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行了研究。評價(jià)合成的復(fù)合催化劑的組分及結(jié)構(gòu)對乙醇電氧化（EOR）的活性及穩(wěn)定性影響,并探討了在EOR中黑磷與其它材料的關(guān)聯(lián)性。主要那研究內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:1.通過氣相傳輸（CVT）法制備了黑... 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池工作原理圖

燃料電池提供了一種提高能源利用率、減少廢棄排放的新型發(fā)電模式,其自身獨(dú)特的優(yōu)勢決定了燃料電池在新一輪能源革命中的重要位置。隨著燃料電池的商業(yè)化進(jìn)程加快,燃料電池滲透到多個(gè)領(lǐng)域:固定式發(fā)電領(lǐng)域,軍事領(lǐng)域,交通工具領(lǐng)域,便攜式移動(dòng)電源等。如圖1-3所示,不同功率大小的燃料電池有基本固定的應(yīng)用領(lǐng)域。1.2.3 直接乙醇燃料電池

Jusys[17]通過研究Pt/C電催化劑上的乙醇電氧化研究結(jié)果表明主產(chǎn)物為乙醛和乙酸,而乙醛和乙酸產(chǎn)物分布主要取決于取決于乙醇的初始的濃度。當(dāng)乙醇的濃度高于0.5 M時(shí),乙醇電氧化主產(chǎn)物為乙醛;當(dāng)乙醇濃度小于0.1M,主產(chǎn)物是乙酸。Chen等[18]利用密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明,*OH和*CH3CO中間產(chǎn)物的結(jié)合是決定反應(yīng)速率的步驟(圖1-4)。*CH3CO在中毒中間途徑中單獨(dú)分解為*CO和*CH3,阻斷了活性位點(diǎn),使催化劑的催化性能下降。在易合成的催化劑體系中,生成*OH中間體和高CO耐受性有利于提高EOR催化劑的電催化性能。也就是說,*OH可以促進(jìn)催化劑活性位點(diǎn)上碳質(zhì)毒物中間體的氧化,從而提高催化劑的選擇性,同時(shí)提高催化劑的穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effect of Graphene Surface Functional Groups on the Mechanical Property of PMMA Microcellular Composite Foams[J]. 李美娟,CHENG Ping,LIU Cheng,沈強(qiáng),ZHANG Lianmeng.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2019(03)
[2]直接乙醇燃料電池陽極催化劑Pt-CeO2/C的制備與性能表征[J]. 郭瑞華,張捷宇,周國治,安勝利,莫逸杰.  稀有金屬材料與工程. 2018(01)
[3]CeO2修飾的Pt/Ni催化劑在堿性溶液中對乙醇電催化氧化性能的增強(qiáng)（英文）[J]. 徐志花,饒麗霞,宋海燕,嚴(yán)朝雄,張利君,楊水彬.  催化學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]黑磷制備的研究進(jìn)展[J]. 王波,王倩,郭瑞玲,梅毅,廉培超.  磷肥與復(fù)肥. 2016(11)

博士論文
[1]直接液體（乙醇、甲酸）燃料電池電催化劑研究[D]. 劉博.湖南大學(xué) 2009

碩士論文
[1]Pt基、Pd基金屬納米晶體的合成表征及電化學(xué)性能的研究[D]. 馬騰越.貴州大學(xué) 2019
[2]氮配位銅、鎳配合物的制備及其催化性能研究[D]. 許義梅.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 2019
[3]三元鉑基納米催化劑的制備及其對乙醇氧化催化行為的研究[D]. 夏清清.西南大學(xué) 2017
[4]全釩液流電池電極材料的研究[D]. 劉俊.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3622273