發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 15:05

　　直接甲醇燃料電池具有能量密度高,體積小,質(zhì)量輕,成本低,無腐蝕性,且儲(chǔ)存運(yùn)輸方便安全等優(yōu)點(diǎn),具有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。陽極催化劑是直接甲醇燃料電池運(yùn)行效果的關(guān)鍵,直接決定著其產(chǎn)電性能。本研究通過向Pd/C催化劑中摻雜過渡金屬氧化物進(jìn)行改性,并在制備方法上加以改進(jìn),提升了催化劑催化氧化甲醇的性能,催化穩(wěn)定性和抗毒化性,同時(shí)降低了成本。本研究首先將Y₂O₃摻雜到傳統(tǒng)的Pd/C催化劑中,使用微波輔助還原法成功制備了Pd-Y₂O₃/C催化劑,當(dāng)Y₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí),催化劑的催化活性達(dá)到最高,Pd-Y₂O₃/C-20%催化氧化甲醇的電流密度可達(dá)145.97 mA cm-2,是商業(yè)Pd/C催化劑的1.5倍,催化穩(wěn)定性是商業(yè)Pd/C催化劑的2倍,電化學(xué)活性比表面積提高到了70.25 m2 g-1。物理表征表明,Pd-Y₂O₃/C的催化性能得以提升的主要原因是Pd... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直接甲醇燃料電池單電池電壓-電流特性曲線圖（鮮亮，2011）

圖 2-5 Pd-Y2O3-20%和 Pd/C-HM 的電化學(xué)阻抗譜圖O3-20%和 Pd/C-HM 的電化學(xué)阻抗譜（EIS）如圖 2-5 所示，其代表電荷傳遞阻力或極化阻力（Yang et al., 2016），表示反應(yīng)快慢。Pd/C-HM 阻抗弧的直徑約為 365 ，約為 Pd-Y2O3-2 Pd-Y2O3-20%表面發(fā)生的氧化反應(yīng)速率被提高了 2 倍，這與動(dòng)結(jié)論一致。進(jìn)一步表明了 Pd-Y2O3-20%的催化氧化甲醇性能有理表征分析

B）Pd-Y2O3-20%的 TEM 圖及（C）粒徑分布圖和（D, E）Pd/C-HM 的 TEM圖及（F）粒徑分布圖催化劑中 Pd 顆粒的形貌用透射電子顯微鏡（TEM）觀察，如圖 2-9 所示。圖 2-9A，2-9 B 是 Pd-Y2O3-20%不同放大倍數(shù)下的 TEM 圖，2-9 C 為對應(yīng)的粒徑分布圖，通過對隨機(jī)抽取的 200 個(gè)顆粒的粒徑進(jìn)行測量得到。圖 2-9 D，2-9 E 是Pd/C-HM 不同放大倍數(shù)下的 TEM 圖，2-9 F 為對應(yīng)的粒徑分布圖�？梢钥闯�，Pd-Y2O3-20%中 Pd 的粒徑分布范圍在 1.5-5.0 nm 之間，比 Pd/C-HM 的粒徑分布范圍窄。Pd-Y2O3-20%和 Pd/C-HM 的平均粒徑分別為 3.14 nm 和 3.79 nm。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，更小的粒徑和更均勻的粒徑分布可以提高催化劑的催化性能（Yao etal., 2012; Feng et al., 2015）。而且，Pd/C-HM 出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，所以Pd-Y2O3-20%的催化性能得到了較好的發(fā)揮。2.4 本章小結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微生物燃料電池同步回收污水中氮磷與產(chǎn)電研究[J]. 張吉強(qiáng),王鵬,李甲亮,單長青,季軍遠(yuǎn).  能源與環(huán)境. 2016(06)
[2]Self-Decoration of PtNi Alloy Nanoparticles on Multiwalled Carbon Nanotubes for Highly Efficient Methanol Electro-Oxidation[J]. Yu-Yan Zhou,Chang-Hai Liu,Jie Liu,Xin-Lei Cai,Ying Lu,Hui Zhang,Xu-Hui Sun,Sui-Dong Wang.  Nano-Micro Letters. 2016(04)
[3]燃料電池汽車研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建秋,方川,徐梁飛.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]基于熔融碳酸鹽燃料電池的新型分布式發(fā)電技術(shù)[J]. 趙鋒,張瑞云.  熱力發(fā)電. 2014(02)
[5]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 侯明,衣寶廉.  電化學(xué). 2012(01)
[7]含釩鋼渣資源特性及其提釩的研究進(jìn)展[J]. 葉國華,童雄,路璐.  稀有金屬. 2010(05)
[8]含納米V2O5顆粒釩催化劑的制備[J]. 高家誠,陳功明,楊紹利,徐楚韶,王勇.  稀有金屬材料與工程. 2004(04)
[9]直接甲醇燃料電池的原理、進(jìn)展和主要技術(shù)問題[J]. 劉建國,衣寶廉,魏昭彬.  電源技術(shù). 2001(05)
[10]直接甲醇燃料電池中碳載Pt-TiO2陽極復(fù)合催化劑的研究[J]. 劉長鵬,楊輝,邢巍,陸天虹.  南京師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(02)

博士論文
[1]石墨烯載Pd復(fù)合催化劑材料的制備及其對甲酸電催化特性[D]. 楊蘇東.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]直接甲醇燃料電池Pt-Ru基陽極催化劑的研究[D]. 楊春巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]碳載銅酞菁基及其復(fù)合物作為堿性燃料電池陰極催化劑的氧還原性能及機(jī)理研究[D]. 卿昕.東華大學(xué) 2015
[2]微型直接甲醇燃料電池用Pt催化劑的制備研究[D]. 趙祖光.廈門大學(xué) 2014
[3]土壤中重金屬釩生物有效性的分析方法研究[D]. 張羽.山東師范大學(xué) 2014
[4]含釩鉻酸鹽溶液中釩（Ⅴ）和鉻（Ⅵ）的分離與回收[D]. 樊燁燁.中南大學(xué) 2013
[5]燃料電池延遲特性和燃料電池—蓄電池混合供電系統(tǒng)研究[D]. 鮮亮.西南交通大學(xué) 2011
[6]納米結(jié)構(gòu)的鈀薄層對甲醇電催化氧化的研究[D]. 黃明湖.山東大學(xué) 2007



本文編號：2897811