张玉杰,肖凤艳,赵 斌

(1.烟台职业学院机械工程系，烟台 264670； 2.中国兵器工业集团第五二研究所，烟台 264003)

0 引 言

燃料电池被认为是一种领先的、可持续的、环境友好的可替代化石燃料的绿色能源技术。其中，直接乙醇燃料电池(direct ethanol fuel cells, DEFCs)，特别是在碱性条件下运行的DEFCs，具有无毒、来源丰富、结构简单、燃料便于携带与储存等优点，在可移动电源方面具有广阔的应用前景[1-8]。目前，商品化的直接乙醇燃料电池，普遍采用铂碳(Pt/C)纳米粒子作为阳极催化剂，而Pt/C在催化过程中易一氧化碳(CO)中毒，催化活性以及耐久性相对较差。因此，开发具有长期稳定性和高催化活性的阳极催化剂是目前DEFCs应用中亟待解决的问题。

乙醇在铂(Pt)的催化作用下发生电化学氧化反应，其过程复杂，涉及多种化学吸附态、碳碳键的断裂以及多种中间产物。要降低Pt催化剂中毒的关键在于减少或避免反应中间产物的形成和吸附，其中Pt合金化可以有效降低催化剂表面吸附CO的能力，避免催化剂中毒，进而改善催化剂性能。例如二元铂铑合金比纯铂作为乙醇氧化反应(EOR)的催化剂更高效[9-16]。与其他金属相比，金属钌可以有效降低燃料电池的成本，另一方面，钌(Ru)在d轨道未充满，可与Pt共享提高Pt的吸附氧化物的能力，有利于氧化反应，提高催化剂的催化活性。因此钌铂(Ru@Pt)二元催化剂被广泛认为是对甲醇氧化反应(MOR)和乙醇氧化反应(EOR)具有较高催化性能、最有发展前途的催化剂之一[17]。催化剂的形状、大小和组成是影响其电催化性能的重要因素，精细地控制Pt基催化剂的形态和组成，可以实现催化性能的增强及Pt利用率的提高[18]。……