直接甲醇燃料电池的稳定性

综述了近年来在直接甲醇燃料电池性能衰减方面的研究进展, 探讨了影响电池运行稳定性的主要因素.     

一维/二维复合碳载体组成对Pd催化剂甲醇氧化性能的影响

采用固相-液相两步混合法制备了由碳纳米管（CNTs）和石墨烯纳米片（GNPs）组成的CNTs-GNPs复合载体。以乙二醇还原法将Pd纳米粒子沉积于复合碳载体上,制得Pd/CNTs-GNPs催化剂。以透射电子显微镜、X射线衍射及X射线光电子能谱表征催化剂的形貌、组成和结构;以电化学方法考察催化剂的甲醇电氧化性能。结果表明,Pd/CNTs-GNPs（1/4）（GNPs质量分数为1/4）催化剂具有较大的电化学表面积和较高的甲醇电氧化活性,其甲醇氧化峰电流密度可达Pd/CNTs催化剂的1.97倍。催化剂的高活性得益于CNTs-GNPs载体的一维/二维复合结构使Pd纳米粒子具有良好的分散性能。计时电流实验表明,与单一载体负载Pd催化剂相比,复合载体负载Pd催化剂具有较强的抗中毒能力。     

低温燃料电池贵金属催化剂的老化

催化剂的老化是导致燃料电池性能衰减的重要因素之一.对于低温燃料电池,贵金属催化剂的老化主要体现在粒径的增长、金属氧化态的改变、组分的迁移和流失以及碳载体的腐蚀四个方面.本文综述了低温燃料电池贵金属催化剂老化方面的最新研究进展,探讨了导致催化剂老化的主要原因.     

复合碳载体负载Pd催化剂的乙醇电氧化性能

以石墨烯纳米片(GNP)和XC-72炭黑组成复合碳载体,制备了Pd/C-GNP催化剂,并考察了其乙醇电氧化性能.透射电子显微镜和X射线衍射分析结果表明,复合载体的采用改善了催化剂的结构,促进了Pd纳米粒子的分散.电化学测试结果表明,Pd/C-GNP催化剂具有较大的电化学活性表面积;在碱性介质中,Pd/C-GNP催化剂的乙醇氧化活性显著高于Pd/GNP和Pd/C催化剂;Pd/C-GNP催化剂还表现出优良的抗中毒能力,这可能得益于Pd/C-GNP催化剂中金属-载体的相互作用.     

直接甲醇燃料电池Pt-Ru/C催化剂的稳定性

 采用单电池寿命测试和电化学快速老化两种方法考察了直接甲醇燃料电池阳极电催化剂Pt-Ru/C的稳定性,研究了电池实际运行条件下催化剂微观形貌的变化对电池性能的影响. 结果表明,Pt-Ru/C催化剂做成膜电极后,粒径由2.8 nm增大到3.8 nm,催化剂的粒径随放电时间的延长有增大的趋势,连续放电320 h,粒径增大到5.8 nm. 采用电化学方法能够快速地评价催化剂的稳定性,大大缩短催化剂稳定性评价的周期,有利于催化剂的制备和筛选.     

直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响因素

考察了温度、电位及中间产物等因素对直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响.结果表明,温度的升高会显著促进Pt催化剂粒子的聚结.对于PtRu催化剂,Ru氧化物/水合氧化物对Pt微晶的聚结具有抑制作用.高温放电实验后,PtRu催化剂的合金化程度有所提高.高电位会加速电催化剂的降解.电极反应中间产物甲酸和甲醛对甲醇电催化氧化反应具有一定的抑制作用,其中甲醛的影响更大.     

直接甲醇燃料电池电催化剂性能衰减研究

通过单电池放电试验, 考察了直接甲醇燃料电池(DMFC)电催化剂的性能衰减情况. 透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)结果表明, 放电试验后阳极电催化剂的粒径变化很小, 而阴极电催化剂的粒径则显著增大. DMFC内部的液相环境是促使Pt粒子聚结的主要原因. 阳极催化剂中Ru的存在抑制了Pt粒子的生长. 阳极和阴极电催化剂的电化学表面积(ECSA)在放电后都有所降低, 且下降幅度均高于比表面积(SSA)的下降幅度. 放电过程中阳极电催化剂发生了Ru的流失.     

掩蔽—双波长标准加入法测定镀镍溶液中钴

提出一种掩蔽－双波长标准加入法。通过加入掩蔽剂氨三乙酸,使Ｎｉ（Ⅱ）与２－（５－溴－２－吡啶偶氮）－５－二乙氨基苯酚形成的配合物的吸光度降低,而对应的Ｃｏ（Ⅱ）配合物的吸光度基本不变,从而提高了大量Ｎｉ（Ⅱ）存在下测定Ｃｏ（Ⅱ）的准确度。用于测定镀镍溶液中的钴,结果满意。     

燃料电池纳米催化剂的稳定化

低温燃料电池是理想的移动式电源,它所采用的电催化剂主要为Pt基贵金属纳米催化剂。提高纳米催化剂在电池内部环境中的稳定性、抑制其活性衰减,对于延长低温燃料电池的使用寿命和节约成本具有十分重要的意义。本文从三个方面综述了近年来在低温燃料电池纳米催化剂稳定化方面的研究进展。首先,通过载体效应实现催化剂的稳定化,包括碳载体的石墨化、碳载体的掺杂、表面功能化及其他载体的采用等。其次,通过空间效应实现催化剂的稳定化,包括催化剂粒子表面覆盖、催化剂粒子微孔嵌入、催化剂表面杂多酸单层自组装及聚合物电解质空间阻隔等。再其次,通过协同效应实现催化剂的稳定化,包括提升金属粒子的氧化电位、强化组分间的相互作用等。最后,对低温燃料电池纳米催化剂稳定化的发展前景进行了展望。