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直接乙醇燃料电池催化剂的研究进展

2012-02-27徐群杰刘明爽李巧霞周罗增

上海电力大学学报 2012年3期
关键词:催化剂

徐群杰,刘明爽,李巧霞,周罗增

(上海电力学院能源与环境工程学院,上海 200090)

直接醇类燃料电池(DAFC)具有燃料来源丰富、价格低廉、携带和储存安全方便等优点,已成为当前燃料电池研究的前沿课题[1,2].其中,直接甲醇燃料电池(DMFC)受到了广泛关注[3],然而由于甲醇有一定的毒性,限制了其在手机、笔记本电脑等可移动电源领域中的应用.

乙醇作为链醇中最简单的有机小分子,与甲醇相比具有如下优点:一是价格低廉,安全,无毒;二是容易运输,具有较小的挥发性;三是理论比能量高;四是来源广泛,是可再生的绿色能源.因此,研究以乙醇为燃料的直接醇类燃料电池不仅具有理论意义,而且应用前景十分广阔.

直接乙醇燃料电池(DEFC)能量转化效率的关键是催化剂,而对于乙醇氧化电催化剂的研制近年来取得了一定的进展[4-7].本文综述了用于DEFC的Pt系催化剂、Pd系催化剂,以及其他合金催化剂的研究现状,介绍了催化剂载体方面的研究进展,并指出了DEFC催化剂的研究方向.

1 Pt系催化剂

1.1 Pt金属催化剂

纯Pt催化剂是目前公认的氧化活性最高、使用最广泛的催化剂[8].反应动力学较慢和催化剂CO中毒是乙醇氧化的两大障碍,而Pt催化剂能快速地吸附催化反应中产生的CO并将其氧化成CO2,因此具有很高的氧化效率.

文献[9]采用将Pt直接嵌入碳干凝胶的方法制备出低负载率的Pt/C(4.32wt%)催化剂,在乙醇催化氧化实验中与20wt%Pt/C进行对比发现,4.32wt%的Pt/C催化剂具有很高的大规模电流密度且氧化活……

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