田明华, 李巧霞, 罗莎莎, 刘 峰

(上海电力大学 环境与化学工程学院, 上海 200090)

随着社会的不断发展,能源的需求不断增大,煤、石油等传统的化石能源已经不能满足人们的需求,而且随着化石能源大量使用带来了诸多的环境问题[1]。能源危机和环境问题使得人们不得不重视,因此开发新型清洁能源迫在眉睫。燃料电池以其高转化率、低环境污染、储存和运输便利等优点受到越来越多的关注[2]。其中,质子交换膜燃料电池、直接甲酸燃料电池、直接甲醇燃料电池和直接乙醇燃料电池被认为是高效、高能量密度的新型动力装置。虽然这些电池燃料不同,但都含有阳极(电氧化)、阴极(氧还原)和电解质[3-4];而且氧化或还原反应的速率很大程度上取决于电催化剂,决定着能量转换的效率。在众多的金属催化剂中,Pt和Pd催化剂对甲酸、乙醇的电氧化性能相对来说是比较好的,然而纯Pt或纯Pd电催化剂储量比较低,价格比较昂贵。其次,在甲酸、甲醇和乙醇氧化的过程中催化剂会产生中毒现象,因为这些燃料在氧化的过程中产生的中间体吸附在Pt或Pd的表面,大大降低了Pt或Pd的催化活性[5-7]。正是这些原因限制了其在燃料电池中的广泛应用,因此在降低贵金属用量的同时保留其优异的电化学性能是实现燃料电池商业化的关键所在[8]。近年来人们一直致力于寻求催化活性高、稳定性好、价格低廉的催化剂以促进燃料电池的商业化发展。

本文主要从Pt基和Pd基的合金催化剂和催化剂载体两方面对燃料电池阳极催化剂进行了总结,为燃料电池的阳极催化剂研究和开发提供参考。……