泡沫镍@氮掺杂碳/二氧化锰一体化电极的制备及其在直接甲醇燃料电池中的应用

摘要

通过水热法和沉淀法两种方法制备出了泡沫镍@氮掺杂碳/二氧化锰一体化电极(泡沫镍@NC/M nO2),使用XRD、XPS、SEM对材料的组成及微观形貌进行了分析.对比了两种方法制备的泡沫镍@NC/M nO2作为直接甲醇燃料电池(DM FC)阴极、PtRu/C作为阳极催化剂、聚合物纤维膜作为电解质膜的单电池的放电性能.室温性能测试表明,两种方法制备的一体化电极的放电性能比较接近,在10 m A·cm-2电流密度下可以稳定放电18 h,没有明显的衰减.在60°C高温测试中,采用沉淀法得到的泡沫镍@NC/M nO2一体化电极组装电池,其最大功率密度为9.14 mW·cm-2,而采用水热法得到的泡沫镍@NC/MnO2一体化电极组装电池,其最大功率密度为16.67 mW·cm-2.水热法得到的泡沫镍@NC/MnO2电极具有更好的氧还原催化性能,其主要原因是水热合成在缺氧条件下完成,使得制备的催化剂中含有较多的氧空位,可以加速氧气的吸附以及电荷传输.