本文關(guān)鍵詞：鉑納米棒有序陣列催化電極在被動(dòng)式直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用（英文），由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：直接甲醇燃料電池(DMFC)具有能量密度高、無(wú)需充電、液體燃料添加便捷及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),是新一代便攜式移動(dòng)電源研究熱點(diǎn).DMFC規(guī)模應(yīng)用的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是如何進(jìn)一步提高電池性能、顯著降低成本和可靠延長(zhǎng)壽命.催化電極作為DMFC發(fā)電核心和成本的集中體現(xiàn),其電催化活性和貴金屬用量直接影響DMFC的性能和成本,開(kāi)發(fā)高性能、低成本的催化電極對(duì)推進(jìn)DMFC實(shí)用化進(jìn)程具有重要意義.特別是在被動(dòng)式DMFC中,陰極催化電極不僅需要提高電催化活性和大幅降低貴金屬用量,而且還面臨內(nèi)部嚴(yán)重的"水淹"和氧傳質(zhì)受限等問(wèn)題.近年來(lái),隨著納米技術(shù)發(fā)展,有序納米結(jié)構(gòu)已逐漸應(yīng)用于DMFC催化電極的構(gòu)筑中,電池性能得到顯著提高.然而,目前的研究主要集中在膜電極納米有序微孔層、納米有序改性膜和納米有序陽(yáng)極催化電極及其陽(yáng)極貴金屬載量降低等方面,關(guān)于陰極催化電極在有序納米結(jié)構(gòu)以及載量降低等方面的研究相對(duì)較少.本文采用模板法直接在微孔層上電沉積定向生長(zhǎng)排列有序、直徑可控的鉑納米棒陣列,并作為陰極催化電極應(yīng)用于被動(dòng)式DMFC.X射線衍射和透射電鏡結(jié)果表明,該鉑納米棒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,表面含有豐富的納米晶須結(jié)構(gòu),有利于催化電極比表面積增加和電催化活性提高.不同催化電極上氧還原的極化曲線表明電極性能依下列次序變化:直徑為200 nm鉑納米棒陣列電極100 nm鉑納米棒陣列電極商業(yè)化鉑黑催化電極.電池性能表征表明,長(zhǎng)度為1 3μm、直徑分別為200和100nm、載量為1.0 mg/cm2的鉑納米棒陣列作為陰極催化電極的DMFC最大功率密度分別為17.3和12.0 m W/cm~2.通過(guò)催化電極電化學(xué)活性面積和阻抗測(cè)試,分析其性能提高的原因可歸結(jié)于有序排列的鉑納米棒陣列結(jié)構(gòu)提高了電化學(xué)活性面積、增強(qiáng)了氧還原電催化活性并促進(jìn)了陰極氧的傳質(zhì).
【作者單位】： 上海大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系;中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院;
【關(guān)鍵詞】： 催化電極 有序納米棒 催化劑利用 直接甲醇燃料電池
【基金】：supported by the National Basic Research Program of China(973 Program,2012CB932800) the National Natural Science Founda-tion of China(21533005,21276158,21303243,51506213)~~
【分類號(hào)】：TM911.4;O646
【正文快照】： 1.Introduction Passive direct methanol fuel cells(DMFCs)have attracted broad interest as potential power sources for portable applica-tions owing to their high energy density and non-polluting na-ture,as well as their availability and ease of storage of

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