【摘要】：直接甲醇燃料電池(DMFC)具有啟動(dòng)快、清潔、能量密度高等特點(diǎn),受到科研人員的廣泛關(guān)注,對(duì)它的研究也為解決當(dāng)前能源短缺問(wèn)題提供了新的思路。當(dāng)前,直接甲醇燃料電池的陽(yáng)極或陰極催化劑多為Pt/C催化劑,以用來(lái)催化陽(yáng)極中的甲醇氧化反應(yīng)(MOR)或陰極中的氧還原反應(yīng)(ORR)。但是由于催化劑中含有的Pt為貴金屬,在地球上的儲(chǔ)量較少,而且Pt/C催化劑易中毒等問(wèn)題制約了DMFC的廣泛應(yīng)用,因此研發(fā)高效穩(wěn)定的用于MOR和ORR的催化劑是十分必要的。綜上所述,本論文中的研究工作分為兩部分,如下所示:1.通過(guò)一種簡(jiǎn)便的方法合成了以泡沫鎳作為導(dǎo)電基底,在多層氧化石墨烯上負(fù)載多酸包覆的Pt納米粒子的催化劑材料。通過(guò)調(diào)整氯鉑酸的濃度,獲得了四種不同Pt負(fù)載量的電催化劑,命名為PPGN-n(n=1,2,3,4)。經(jīng)電化學(xué)測(cè)試表明,所有電催化劑的甲醇氧化電化學(xué)活性均高于商用的Pt/C催化劑。在合成過(guò)程中,POMs是雙功能試劑,作為還原劑還原氯鉑酸,同時(shí)還作為穩(wěn)定劑控制Pt納米粒子的粒徑。POMs協(xié)助快速合成Pt納米粒子的方法對(duì)日后設(shè)計(jì)和制備電催化劑提供了新思路。2.利用一步還原在室溫下直接合成了PtNi合金顆粒催化劑。通過(guò)改變?nèi)芤褐秀K鹽和鎳鹽的摩爾比例,最終得到了五種不同鉑鎳比例的PtNi合金顆粒催化劑。合成過(guò)程簡(jiǎn)單綠色。電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果表明,PtNi-4合金顆粒催化劑展現(xiàn)出催化甲醇氧化的電化學(xué)活性,同時(shí)在氧還原反應(yīng)中表現(xiàn)出與商用鉑碳相似的起始電位和電流密度,由此所制備的PtNi-4合金顆粒催化劑可以用作DMFC的陽(yáng)極和陰極催化劑,用于催化MOR和ORR。
【圖文】：

圖 1.2 氫燃料電池車 MIRAI 世紀(jì) 60 年代，中國(guó)的科學(xué)家們就開始研究燃料電池。在研究燃料電池人員開展了大量的基礎(chǔ)性探索性的研究工作，積累了關(guān)于燃料電池的技術(shù)。隨著時(shí)間的推進(jìn)，進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代后，為了配合黨中央的號(hào)國(guó)航空航天工程，可以為航天器提供能量供應(yīng)的燃料電池得到了廣泛的大連市化學(xué)物理研究所工作的衣寶廉院士參與了航天氫氧燃料電池系工作[7]。最終在 1978 年，通過(guò)科學(xué)家的不懈努力，我國(guó)獨(dú)立研究開發(fā)通過(guò)了相關(guān)部門的驗(yàn)收。在 20 世紀(jì) 80 年代，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理以在水下使用的千瓦級(jí)別的 AFC 電池組。自 90 年代開始，該研究所又料電池的研究工作，如質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange MembraFC）和熔融碳酸鹽型燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）開了第五十九次香山科學(xué)會(huì)議，在會(huì)議上與會(huì)人員對(duì)“燃料電池的研展”的項(xiàng)目進(jìn)行了專項(xiàng)研討，也證實(shí)了燃料電池的重要性。1999 年，凈化工程—清潔汽車行動(dòng)，如降低有害氣體的排放和研發(fā)新型清潔能源

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，形成電流并向外界輸送電能，這時(shí)陰極主要發(fā)生氧還原反應(yīng)（eaction，，ORR），如反應(yīng)方程式 1-2 所示。陽(yáng)極產(chǎn)物二氧化碳與陰出。介質(zhì)中甲醇的電化學(xué)氧化反應(yīng)方程式如下：H+H2O→CO2+6H++6e-+6H++6e-→3H2O 3OH+3/2O2→CO2+2H2O
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TM911.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王瑞敏;張穎穎;;直接甲醇燃料電池技術(shù)發(fā)展近況及應(yīng)用[J];上海汽車;2010年11期

2 莫志軍,朱新堅(jiān);中國(guó)燃料電池發(fā)電技術(shù)展望[J];中國(guó)能源;2003年04期

3 衣寶廉;燃料電池現(xiàn)狀與未來(lái)[J];電源技術(shù);1998年05期

4 李乃朝,衣寶廉;國(guó)外燃料電池研究發(fā)展現(xiàn)狀[J];電化學(xué);1996年02期

本文編號(hào)：2685345