陰離子交換膜直接醇燃料電池（AEM DAFCs）的一個重要優(yōu)點是堿性介質(zhì)中的醇陽極氧化和氧陰極還原的動力學(xué)比酸性介質(zhì)中快得多,使得可以使用非鉑和成本較低的金屬催化劑。在不同類型的燃料電池中,直接甲醇和乙醇燃料電池吸引了更多科研工作者的興趣,高能量密度、低污染排放、易于運輸?shù)囊后w燃料,這些優(yōu)點使得它們更易于作為能源的替代品。但還有一些問題阻礙了電池的擴大使用,其中最主要的就是催化劑的成本。本論文是對鈀催化劑進行摻雜改性,即使用較低成本的金屬作為助催化劑,探究所合成的催化劑對甲醇和乙醇的電氧化性能。具體實驗內(nèi)容如下:（1）我們首次研究了具有PdO+PdCl₂+MWCNTs的混合物的熱解產(chǎn)物的電催化性能。在這項工作中,通過使用非常簡單的熱解方法制備了三種催化劑。通過XRD和TEM對制備的催化劑進行了充分的表征。XRD圖譜基本上表明,在經(jīng)過熱解過程之后,產(chǎn)生了新的金屬Pd粒子。TEM圖像證明,在熱解過程之后,將尺寸小于20nm的一些納米顆粒固定在MWCNTs的表面上。電化學(xué)實驗的結(jié)果證實,催化劑a,即由PdO+PdCl₂+MWCNTs的混合物進行熱解... 

【文章來源】：河北師范大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

所制備催化劑的SEM圖像

圖 3 所有制備的催化劑的 SEM 圖像。圖像 o，a，b，c 和 m 對應(yīng)于催化劑 o，a，b，c 和 m所有合成催化劑的 SEM 圖像如圖 3 所示。顯然，在所有制備的催化劑中可以清楚地觀察到 MWCNTs 的形態(tài)，表明 MWCNTs 的主要結(jié)構(gòu)在熱解過程中沒有被破壞。對于催化劑 a 和 c，除了許多小白點之外還存在一些大的聚集物。仔細(xì)觀察還發(fā)現(xiàn)，在催化劑 a 中產(chǎn)生了一些具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的大顆粒（如圖像 a 中的大顆粒），這可能意味著在催化劑 a 中形成了一些新的物質(zhì)如金屬 Pd 顆粒，還有可能在制備過程中發(fā)生了一些未知的反應(yīng)，導(dǎo)致形成較大的顆粒。一般來說，由于表面接觸面積的降低和歐姆電阻的增大，大量聚集體顆粒的存在對催化劑的電催化性能是不利的。而對于催化劑 b，沒有發(fā)現(xiàn)大的聚集體，而且它的顆粒分布相對均勻，這可能使得催化劑 b 具有更好的電催化活性。對于催化劑 o，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的聚集體，這表明催化劑 o 在催化劑和電解質(zhì)之間具有更好的接觸。此

圖 4 所有制備的催化劑的 TEM 圖像。圖像 o，a，b，c 和 m 對應(yīng)于催化劑 o，a，b，c 和 m所有制備的催化劑的 TEM 圖像示于圖 4 中。在這種情況下，MWCNTs 的形狀清晰可見，與圖 3 所示的結(jié)果吻合良好。對于催化劑 c，發(fā)現(xiàn)一些大的聚集體錨定在 MWCNTs 的表面上。對于其他催化劑，可以清楚地觀察到固定在MWCNTs 表面上的黑色顆粒。該結(jié)果表明，制備的催化劑是 MWCNTs 載體的復(fù)合材料。應(yīng)該強調(diào)的是，盡管催化劑 m 在制備的催化劑中顯示出最小的粒度，但催化劑 m 對于 EOR 沒有顯示任何電催化活性（如本工作的后半部分所示）。顯然，催化劑 b 的粒徑小于催化劑 a。通常，較小的粒徑，較大的接觸面積有利于增強電催化劑的電催化性能。因此，在相同的負(fù)載量下，與催化劑 a 和 c 相比，催化劑 b 可以顯示更好的電催化活性。


本文編號：3058901