甲醇双氧水单腔体燃料电池I. 阳极甲醇氧化催化剂的研究
2022-08-13童凤丫陈淏燊缪长喜
化学反应工程与工艺 2022年3期
关键词:催化剂
童凤丫,田 豪,张 涛,王 昊,陈淏燊,宋 磊,缪长喜
中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海 201208
随着人类对高能量密度及清洁能源的探索,理论能量密度高达6 070 Wh/kg(2.185×104kJ/kg)的甲醇逐渐成为研究的热点。燃料电池作为能量转化效率较高的技术,是甲醇利用的重要途径之一。甲醇单腔体燃料电池是一种以液体甲醇为原料、无质子交换膜的新型燃料电池,与传统燃料电池相比,其具备更低的成本,更高的能量效率,同时易于微型化和集成化,具有较强的应用前景。
在甲醇单腔体燃料电池中,由于不使用质子交换膜,氧化剂与还原剂会在同一电极表面反应导致混合电位形成,减弱电池的性能。通过选择特定的还原剂体系,如双氧水、次氯酸钠等,以及开发高选择性的催化剂,来避免氧化剂和还原剂在同种催化剂表面的反应,是解决形成混合电位的有效途径[1-3]。目前,关于甲醇单腔体燃料电池技术的研究相对较少,对电极结构的布局,催化体系的确定等方面存在一定的争议,但是制备高性能的阳极催化剂已成为研究共识[4-5]。原鲜霞[4-5]设计了PtRu双合金催化剂体系,详细研究了PtRu 合金比例以及制备方法的差异对催化剂性能的影响,为阳极催化剂开发提供了一定的参考。目前所采用的阳极电催化剂均为负载型金属纳米粒子催化剂,此催化剂的性能与纳米粒子组成、形貌、纳米粒子与载体的相互作用力有关,其合成可分为两种途径:先合成纳米粒子后负载和直接原位负载。……
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