直接甲酸燃料电池

摘要： 采用WO3和CNTs混合作为Pd催化剂的载体,通过微波辅助乙二醇法合成Pd-WO3/CNTs催化剂,用于直接甲酸燃料电池,研究其对甲酸电催化氧化的性能.通过循环伏安法、电化学阻抗和计时安培技术证实,在Pd/CNTs催化剂中添加适量的WO3,催化剂的活性和稳定性都有所提高.当WO3含量为载体质量的10％时,甲酸电催化氧化性能最佳.Pd-WO3/CNTs-10％催化剂上的正扫氧化峰电流密度达到59.92mA·cm-2,是Pd/CNTs的2.21倍.因此,我们发现Pd-WO3/CNTs催化剂用于直接甲酸燃料电池(DFAFC),对其发展具有广阔的应用前景.

摘要： 采用溶剂热法制备了SnO2纳米棒载体,用溶剂热还原法制备了Pd/SnO2催化剂和不同Pd/Sb原子数比的系列PdSb/SnO2复合催化剂.用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品进行分析表征,并以循环伏安法对比评价催化剂对甲酸的电催化氧化性能.表征结果表明,制备所得SnO2纳米棒载体为针状,大小均匀,平均直径为100 nm;负载所得催化剂中活性粒子大小约为13.5 nm,掺杂Sb后,粒径约为9.5 nm.电催化氧化性能对比结果表明,Pd/Sb原子数比为4:1的Pd4Sb/SnO2复合催化剂对甲酸的氧化具有较好的催化能力,当E=0.25 V(vs SCE)时,Pd4Sb/SnO2上甲酸氧化的峰电流密度达到25 mA/cm2,远远高于Pd/SnO2催化剂.%SnO2 nanorod carrier was prepared by the solvothermal method, and the Pd/SnO2 catalysts and a series of PdSb/SnO2 composite catalysts with different Pd/Sb atomic ratios were prepared by the solvothermal reduction method. The samples were characterized by XRD, SEM, TEM and EDS. Cyclic voltammetry was used to investigate the catalytic activity of the Pd/SnO2 and PdSb/SnO2 catalysts on the formic acid oxidation. The results revealed that SnO2 nanorod carrier was needle-shaped and its average diameter was about 100 nm; The active particle size of the supported catalyst was about 13.5 nm, while it was about 9.5 nm after the addition of Sb. The comparison results of electrocatalytic oxidation showed that Pd4Sb/SnO2 (withnPd:nSb=4:1) catalyst exhibited the best catalytic activity. And the current density of the Pd4Sb/SnO2 catalyst was about 25 mA/cm2 whenE= 0.25 V (vs SCE) which is far higher than that of the Pd/SnO2.

摘要： 采用表面修饰技术将WO3晶粒引入到氧化石墨烯(GO)表面,通过硼氢化钾还原法制备了载钯催化剂Pd/WO3-RGO.对催化剂进行了结构和形貌表征,并考察了该催化剂对甲酸氧化的电催化性能.结果表明,Pd/WO3-RGO催化剂由石墨烯、单斜态WO3和立方面心Pd晶粒组成,Pd颗粒均匀分散在载体上;使用{Pd/20%WO3-RGO}催化剂电极时的甲酸氧化最大峰电流密度大幅增加,是Pd/RGO催化剂电极甲酸氧化峰电流密度的2.5倍;Pd/WO3-RGO催化剂稳定性大大增强,且具有更加优异的抗CO中毒能力;Pd晶粒与WO3晶粒的相互交叠有利于它们之间的催化协同效应,增强催化剂的催化性能.%The composites WO3-GO were prepared by the modification of WO3 crystal particles onto the surface of graphene oxide(GO), Pd/WO3-RGO catalysts were prepared by using potassium borohydride as the reducing agent.The performances of the catalysts and the effect of different contents of WO3 on the catalytic activity were investigated.The Pd/WO3-RGO catalysts showed significantly enhanced electrocatalytic performances for formic acid oxidation.The peak current density on the best catalyst Pd/20%WO3-RGO catalyst was 2.5 times that on Pd/RGO catalyst.And more importantly, Pd/WO3-RGO catalysts showed improved stability and excellent tolerance to CO poisoning.According to XRD, TEM and HRTEM results, Pd/WO3-RGO catalysts are made of monoclinic WO3, face centered cubic palladium crystal particles and graphene.WO3 particles are most likely to be covered or overlapped with Pd particles and Pd nanoparticles have a uniform distribution.The enhanced catalytic activity of Pd/WO3-RGO can be ascribed to the interaction between Pd and WO3.

摘要： Activated carbons ( AC ) were obtained through carbonization of polyaniline and modified lignosulfonate composite ( PAn-MLS) under different temperatures; they are characterized by fourier transform infrared spectroscopy ( FT-IR ) , Raman spectroscopy, nitrogen sorption and scanning electron microscope ( SEM) . With these carbon materials as the support, a series of Pd-AC catalysts for the oxidation of formic acid were prepared by liquid phase reduction and characterized by X-ray diffraction ( XRD) , transmission electron microscope ( TEM) and electrochemical analysis. The results show that with the activated carbon prepared at 800 °C ( AC800 ) as the support, the Pd-AC800 catalyst obtained performs best in the oxidation of formic acid; the palladium particles have an average size of 5. 4 nm and the electro-active surface area reaches 53. 78 m2/g. As the oxidation of formic acid over Pd-AC800 is realized through direct pathway rather than CO pathway, Pd-AC800 may be considered as a potential electrode material in direct formic acid fuel cells ( DFAFC) .%将聚苯胺/改性木质素磺酸钠复合材料在不同炭化温度下进行处理得到活性炭材料,利用红外光谱、拉曼光谱、比表面积分析和扫描电镜等手段对其结构和表面性质进行了表征。通过液相还原方法将Pd纳米颗粒负载在所制备的活性炭材料上,获得Pd/C催化剂用于甲酸氧化,并采用X射线衍射、透射电镜和电化学测试等方法对该Pd/C催化剂进行表征。结果表明,以800°C下炭化得到的活性炭材料为载体所制备的Pd-AC800催化剂其催化性能最优；Pd粒径为5.4 nm,电化学活性面积为53.78 m2/g。由于在该催化剂上甲酸氧化通过直接途径进行,Pd-AC800可用作直接甲酸燃料电池的催化剂。

摘要： 采用改进的浸渍还原法在低温下制备了Pd2Ni3/C纳米催化剂.TEM图像显示,催化剂的粒径较小,且均匀分散在碳载体表面;XRD图谱可以看出,Pd(111)衍射峰由于Ni的掺杂效应发生宽化,说明采用这种方法合成的Pd-Ni/C催化剂粒径较小;电化学测试表明,Pd2Ni3/C具有较高的甲酸电催化活性和稳定性.

摘要： 采用喷雾干燥法和还原炭化处理制备具有中空介孔结构的碳化钨钴复合粉(HTCCS),其中,钴的质量含量为6％.在碳化钨钴复合粉表面的钴和氯化钯发生置换反应,得到纳米Pd/WC复合催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品的形貌和晶型结构进行了表征.结果表明,5.0-6.0 nm钯纳米粒子取代钴均匀分布在碳化钨微球表面.采用循环伏安和计时电流法研究了在酸性溶液中Pd/WC催化剂对甲酸的电催化氧化性能,结果表明,Pd/WC催化剂比Pd/C催化剂对甲酸呈现出更高的电催化氧化活性和稳定性.

摘要： 制备了高分散和窄尺寸分布的低载量（3．1％）钯纳米颗粒，负载在硼掺杂的碳纳米管上，与Pd／OCNTs （3．2％）催化剂相比，表现出了较好的甲酸电氧化性能。表面分析表明，Pd上的电子转移给B掺杂的碳纳米管，引起Pd的3d电子密度的提高，增强了其在甲酸氧化中的性能。%Low-loading Pd with high dispersions and narrow size distributions is nanosized on boron-doped car-bon nanotubes (Pd/BCNTs,3.1%) and exhibited higher formic acid oxidation performance in comparison to Pd on HNO3-treated CNTs (Pd/OCNTs,3.2%).Surface analyses reveal that the increased Pd 3d electron density caused by electron transfer from Pd to B-doped CNTs enhances the formic acid oxidation performance .

摘要： 由于直接甲酸燃料电池（DFAFC）具有较高的理论开路电压、较低的燃料渗透速率以及低温下具有高的能量密度等特点，近年来取得了很大的研究进展。本文分别从甲酸燃料电池阳极电氧化的机理，铂、钯等阳极催化剂和阴极催化剂的研究进展，直接甲酸燃料电池（DFAFC）存在的问题等方面做一综述。

摘要： 在直接甲酸燃料电池(DFAFC)中,Pd阳极对甲酸氧化的电催化活性最好,因此一般都用碳载Pd(Pd/C)催化剂作阳极催化剂。但是研究发现,Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好。研究组对其原因作了详细研究,发现Pd/C催化剂不但能电催化甲酸氧化,而且也能催化甲酸分解,催化甲酸分解不但浪费了大量甲酸,而且由于甲酸分解的产物主要是H2O和CO2,但是也有少量的CO.而CO会使Pd催化剂中毒,因此,在DFAFC中的Pd催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好。因此以后的研究要集中在如何降低甲酸分解的速率和提高Pd催化剂的稳定性方面。

摘要： 直接甲酸燃料电池由于其众多优越性得到了越来越多地关注，但是到目前为止阻碍直接甲酸燃料电池应用的主要问题在于甲酸电池阳极催化剂。现在主要采用地燃料电池催化剂为Pt和Pd系催化剂，两种催化剂在电池运行过程中都面临着不同程度的活性、稳定性、利用率等问题。在本文中，主要介绍本组的有关直接甲酸燃料电池催化相关领域的基础研究。

摘要： 由于DMFC存在的问题，因此,近年来,人们力图寻求一种比较合适的甲醇替代燃料。目前已研究过的甲醇替代燃料有很多。本文简要论述了甲酸是一种甲醇较好的替代燃料,直接甲酸燃料电池(DFAFC)有很多优点。

摘要： 在直接甲酸燃料电池中,为了阻止甲酸氧化的毒性中间物种的吸附,提高催化剂的稳定性,对不同的Pd基催化剂进行了研究。本文比较了在四氢呋喃和水混合体系中在室温下制备得高合金化程度的炭载Pd和Au(Pd-Au/C-T)催化剂,炭载Pd(Pd/C)催化剂和在水溶液中制备的炭载Pd和Au(Pd-Au/C)催化剂对甲酸氧化的电催化性能,发现具有高合金化程度的Pd-Au/C-T催化剂对甲酸氧化具有很好的电催化活性。一般在室温下合金很难形成,而如进行高温处理，催化剂粒子又会变大而降低电催化性能,因此,这种合成复合催化剂的方法很有应用价值。

摘要： 目前，铂基多元金属催化剂仍然是直接甲酸燃料电池（DFAFC）阳极催化剂的主要研究内容之一，如PtM及PtRuML等多元金属，其中Pt-Au二元催化剂亦受到了人们的广泛关注。Au不但对Pt的d-band电子具有调变作用，还可以使Pt不易溶出，从而大大提高Pt催化剂的活性、稳定性和抗CO中毒能力。You等通过电化学方法在电纺碳纳米纤维表面沉积双金属Pt和Au，制备了一种新型的PtxAu100-x/CNF催化材料，在酸性条件下，该催化剂电催化甲酸氧化活性明显优于Pt/CNF，他们认为由于Au的作用使得甲酸在PtxAu100-x/CNF上主要按直接氧化的途径进行反应。Lin等采用静电自组装方法制备了新型PtAu双元体系(Pt-around-Au)，极大提高了对甲酸的催化活性，他们认为Au的存在促进了甲酸直接脱氢过程中形成的HCOOads的溢出，有利于HCOO进一步氧化成CO2。鉴于Au对Pt所具备的特殊作用，本小组采用无定形Se溶胶为模板，分步依次在Se球上还原Pt、Au和Pt，制备出Se@PtAuPt核壳结构的纳米粒子。再加入水合肼溶解Se模板后，可得到含有少量残留Se的PtAuPt-Se空球[(PtAuPt-Se)HN]；将该空球组装到玻碳（GC）上制成(PtAuPt-Se)HN修饰GC电极[(PtAuPt-Se)HN/GC]；将(PtAuPt-Se)HN/GC置于0.5mol·L-1H2SO4中在-0.25~1.25V的电位区间经多次循环伏安扫描则可除去电极上的残留Se，得到PtAuPt纳米空球[(PtAuPt)HN]修饰GC电极[(PtAuPt)HN/GC]。

摘要： 随着化石燃料耗量日益增加和储量日益减少，全球已产生环境污染，气候异常和能源短缺三大问题，近年来，由于燃料电池有高效、清洁的优点，因此已日益受到重视。发展得最快的燃料电池为用氢作燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)，世界上已有许多PEMFC 作动力源的电动车，但目前还没有商业化。

摘要： 直接甲酸燃料电池(DFAFC)发电装置能量转化效率高、对环境污染小,甲酸无毒、不易燃,存储和运输安全方便,与甲醇相比,甲酸具有更高的电化学活性,当使用Pd作为电催化剂时,甲酸氧化不产生中间产物,不会导致催化剂的中毒；同时,甲酸对质子交换膜有较低的透过率,与甲醇相比要低1至2个数量级,甲酸的最佳工作浓度为约1.5mol/L,而甲醇仅为约2mol/L,在较低的温度下,DFAFC就可以产生很大的输出功率密度,而且甲酸工作浓度较高,不易结冰,因此DFAFC适合于室温和低温下作为微小型移动式电源使用可用作未来理想发电动力电源。本文选用乙二胺四乙酸钠(EDTA)与PdZ+在水溶液中络合，从而降低Pd2十在水溶液中的还原电位，通过加入碳载体后的还原、过滤、洗涤、干燥等步骤，最后在高纯氮气保护下热处理后制得Pd/C(20wt.％)纳米催化剂，制备的催化剂具有粒径较小，对甲酸氧化催化活性较高等优点。

摘要： 最近直接甲酸燃料电池的研究引起了人们的注意,Pd/C催化剂对甲酸的氧化具有较高的电催化活性。Li和Zhang等用以二醇还原法制备了高分散的Pd/C纳米催化剂，研究表明它们对甲酸的氧化具有良好的电催化性能。

摘要： 本文通过表面置换法合成了具有可控结构的纳米尺度的碳载钯催化剂,随着合成条件的变化,钯可以在钴的表面上形成空心纳米钯球或分散的钯纳米粒子.在反应过程当中,柠檬酸根作为纳米粒子稳定剂其稳定性能决定于酸根阴离子的质子化程度,因此也决定于合成液的pH。因此在低pH下,pH=9时,形成了由连接在一起的纳米粒子组成的空心纳米钯球,而当提高合成液的pH,pH≥10时,则形成了高度分散的碳载钯催化。电化学实验证明通过表面置换法制得的所有催化剂均具有较普通的NaBH还原法高的催化甲酸氧化的活性。

摘要： 本文针对2.5x10-5M NaVO3的影响进行了深入探究。首先，当在0.5M甲酸溶液中加入2.5x10-5M NaVO3后能明显抑制甲酸在Pd/C上的分解。另外，本文将Pd/C催化剂在0.5MHCOOH+2.5x10-5M NaV03混合溶液中浸泡五天后，抽滤，洗涤，干燥一夜。ICP结果显示V元素吸附在了Pd/C上，吸附量为88.7μg/g。而且，吸附有钒氧离子的Pd/C催化剂对甲酸的电催化活性比纯Pd/C的高，对甲酸的分解也少。

摘要： 本发明提供了用于直接型燃料电池的阴极的碳催化剂，即使当发生燃料化合物的穿越时，所述催化剂选择性地促进氧还原反应。所述用于直接型燃料电池的阴极的碳催化剂在包含用于所述直接型燃料电池的燃料化合物的电解液中表现出氧还原催化活性，并且实质上不显示对所述电解液中的燃料化合物的氧化进行催化的活性。

摘要： 本发明提供一种用于直接甲醇燃料电池的催化剂的制备方法，包括以下步骤：a）将碳基材与高锰酸钾在水中进行氧化还原反应，得到碳基催化剂载体；b）将所述步骤a）得到的碳基催化剂载体和活性物质前驱体混合，反应后得到用于直接甲醇燃料电池的催化剂。本发明提供的方法以碳基材和高锰酸钾为原料，将其在水中进行一锅反应即可得到碳基催化剂载体；而且得到碳基催化剂载体后，本发明无需对其进行复杂的后处理，直接在其上沉积活性物质后即可得到用于直接甲醇燃料电池的催化剂。本发明提供的方法简单，易于操作，利于进行大规模工业生产；而且得到的催化剂具有较高的抗CO毒性和能力，对甲醇具有较好的催化活性。

摘要： 本发明提供了用于直接型燃料电池的阴极的碳催化剂，即使当发生燃料化合物的穿越时，所述催化剂选择性地促进氧还原反应。所述用于直接型燃料电池的阴极的碳催化剂在包含用于所述直接型燃料电池的燃料化合物的电解液中表现出氧还原催化活性，并且实质上不显示对所述电解液中的燃料化合物的氧化进行催化的活性。

摘要： 一种直接燃料电池(1)，其包括阴极(4)、阳极(3)、燃料室(2)和至少一个布置在阳极(3)与燃料室(2)之间的膜(8)。所述膜(8)被构造和布置为可允许在阳极(3)的面对燃料室(2)的表面上或附近形成的气体邻近阳极(3)地累积，至少累积到所累积的气体基本上防止阳极(3)和液体燃料之间直接接触的程度。还公开了一种防止或减少燃料电池中燃料分解的方法。

摘要： 一种特别适用于直接有机液体燃料电池的低杂质甲酸燃料。本发明的燃料提供保持相当时间的高功率输出，并且基本上是不易燃的。已经证实，一些特殊的杂质和杂质含量对于燃料电池中甲酸燃料的性能是有害的，本发明的实施方案提供一种低杂质燃料，其具有比已知的工业散装级和工业精制级甲酸燃料高的性能。优选实施方案的燃料(及包含该燃料的燃料电池)包含低含量的关键杂质的混合物，该关键杂质包括乙酸、甲酸甲酯和甲醇。

摘要： 本发明公开了一种直接甲醇燃料电池阴极双层催化层及其制备工艺和直接甲醇燃料电池膜电极，通过Pt/C催化剂制成Pt/C催化层，通过Pt/CeO2‑C催化剂支撑Pt/CeO2‑C催化层。Pt/CeO2‑C催化层贴近质子交换膜的阴极，Pt/C催化层贴近气体扩散层，从而形成阴极双层催化层。由Pt/C催化层、Pt/CeO2‑C催化层、气体扩散层、质子交换膜、阳极催化层和阳极扩散层制得直接甲醇燃料电池膜电极。通过上述方式，本发明直接甲醇燃料电池阴极双层催化层及其制备工艺和直接甲醇燃料电池膜电极，能够通过阴极双层催化层提高DMFC在工作电压下的耐久性，提高DMFC输出性能，制备工艺简单可靠。

摘要： 本发明提供了一种直接醇类燃料电池气体扩散电极及其制备方法和直接醇类燃料电池，制备方法包括以下步骤：将厚度为0.2‑0.4mm、孔隙率为90‑120ppi的泡沫金属置于有机溶液中浸泡10‑60min，取出，再将其置于强酸溶液中浸泡1‑30min，用去离子水冲洗干净；将催化剂粉末、高分子粘结剂和有机溶剂混匀，制成催化剂浆料；将制得的浆料沉积到经浸泡处理后的泡沫金属上，在泡沫金属表面形成催化层，然后于60‑80°C条件下干燥1‑12h，制得。该扩散电极具有制作工艺简单、成本低，功率密度高的优点。

摘要： 本实用新型提供了一种直接甲醇燃料电池的阴极，包括气体扩散层、第一催化剂层和第二催化剂层。其中，气体扩散层包括碳纤维基底和碳粉末涂层；第一催化剂层涂抹于所述气体扩散层上，第一催化剂层的催化剂为Pt/C催化剂；第二催化剂层涂抹于所述第一催化剂层上，第二催化剂层的催化剂为100％Pt催化剂。本实用新型的直接甲醇燃料电池由于在阴极引入了具有梯度的双催化剂层结构，在显著提升水管理性能的同时，催化剂利用率也相当高，因此相对于现有技术的单催化剂层阴极具有十分显著的性能优势。

摘要： 本发明提供一种用于直接甲酸燃料电池的PdPt燃料电池催化剂的制备方法a）将载体通过交替超声、搅拌分散于去离子水中，得到混合溶液；b）向步骤a）得到的混合溶液中加入Pd前躯体和还原剂的水溶液，使用浸渍还原法进行Pd纳米粒子的负载和还原，得到负载Pd后的载体悬浊液；c）将卤素盐和Pt前躯体加入步骤b）得到的悬浊液中，搅拌下加热，发生置换反应；d）使用去离子水洗去步骤c）得到的悬浊液中的Cl-，过滤干燥后得到PdPt燃料电池催化剂。本发明提供的制备方法不使用表面活性剂和模版，实现贵金属纳米粒子表面可控，操作简单。

摘要： 本发明提供一种用于直接甲酸燃料电池的PdPt燃料电池催化剂的制备方法a）将载体通过交替超声、搅拌分散于去离子水中，得到混合溶液；b）向步骤a）得到的混合溶液中加入Pd前躯体和还原剂的水溶液，使用浸渍还原法进行Pd纳米粒子的负载和还原，得到负载Pd后的载体悬浊液；c）将卤素盐和Pt前躯体加入步骤b）得到的悬浊液中，搅拌下加热，发生置换反应；d）使用去离子水洗去步骤c）得到的悬浊液中的Cl-，过滤干燥后得到PdPt燃料电池催化剂。本发明提供的制备方法不使用表面活性剂和模版，实现贵金属纳米粒子表面可控，操作简单。