钱慧慧 韩 潇 肇 研 苏玉芹



柔性Pd@PANI/rGO纸阳极在甲醇燃料电池中的应用

钱慧慧 韩 潇 肇 研*苏玉芹

(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100191)

利用脉冲电压法在自组装制得的柔性石墨烯纸表面聚合聚苯胺，以该复合材料作为甲醇燃料电池的阳极电极基体，采用循环伏安法在其表面电沉积纳米Pd制备出无需外加粘接和支撑的催化电极。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和红外光谱分析该材料的表面形貌和化学组成，并通过电化学测试该电极在甲醇氧化过程中的催化性能。结果表明，该阳极材料柔韧性好，原料利用率高，聚苯胺在石墨烯纸表面分散良好，形貌均一，聚苯胺的存在提高了催化剂的催化效率，使得甲醇的氧化峰电流密度从3 mA·mg−1提高到67 mA·mg−1，且延长了催化剂的使用寿命，正向与反向扫描的阳极峰值电流密度的比值(f/b值)达到5.7。

柔性石墨烯纸；聚苯胺；Pd纳米粒子；催化阳极；直接甲醇燃料电池

1 引言

直接甲醇燃料电池(DMFCs)因其具有原料易得、环境友好、运转方便等优点，适用于各类便携式器件，符合产品轻量化的发展成为了近年来能源研究的热点1。影响DMFCs能量转化效率的一个重要因素即阳极甲醇氧化能力，国内外研究者也因此展开了大量对于DMFCs的阳极催化剂改性和载体改性2。稀有贵金属Pt、Au等能够有效催化甲醇氧化，但存在价格昂贵、易CO中毒、易被溶脱等问题，因此许多研究转向了较廉价的Pd3,4。而催化剂载体和电极的表面状态、导电性能等也影响着电池的使用效率和使用寿命5−7，因此使用Pd作为催化剂的相关应用，需要兼顾其催化效率和使用时限。……