直接甲醇燃料电池阴极催化剂的主要类型与进展ppt课件.ppt
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1、直接甲醇燃料电池阴极催化剂的主要类型和进展内容概要 1.直接甲醇燃料电池简介 2.阴极催化剂主要类型及其进展 3.对阴极催化剂的展望直接甲醇燃料电池(DMFC) 直接甲醇燃料电池(DMFC)作为新型、清洁、可再生能源,由于具有结构简单,运行温度和压力要求低,能量密度高(大约6 000Wh/kg),能提供比二次电池高10倍以上的电量以及不需要重整装置等优点,在汽车和便携式电子设备等领域中拥有广阔的应用前景。目前受到了越来越多的关注,是最有可能实现商业化应用的绿色能源。 阳极反应: CH3OH+H2OCO2+6H+6e- 阴极应: 3/2O2+6H+6e-3H2O 电池总反应: CH3OH+3/2
2、O2CO2+3H2O 目前DMFC的发展面临着一个障碍“甲醇渗透问题”。这是因为,DMFC普遍使用的Nafion 膜具有较高的甲醇透过率,甲醇能够从阳极穿过电解质膜进入到阴极,由于阴极一般使用 Pt/C作催化剂,氧还原和甲醇氧化会同时发生,因此产生 “混合电位”,严重降低燃料的效率和电池的输出功率。此外,甲醇及其氧化的中间产物还会使Pt/C催化剂中毒,影响Pt对氧还原的催化活性。 解决甲醇渗透主要有两种途径:使用甲醇渗透率低的电解质膜(或阻醇膜);使用抗甲醇氧还原催化剂。已知的氧还原电C催化材料主要有铂及铂基合金催化剂,过渡金属大环化合物,卟啉金属氧簇超分子化合物, 过渡金属氧化物以及杂多酸复
3、合催化剂等 。 DMFC阴极催化剂类型 1.Pt/C催化剂 2.Pt基复合催化剂 3.过渡金属大环化合物催化剂 4.Chevrel相催化剂 5.过渡金属硫化物催化剂 6.过渡金属羟基化合物催化剂 7.其他类型催化剂Pt/C催化剂 20世纪70年代,Pt/C催化剂成为主要DMFC中的主要阴极催化剂。 优点:催化性能大大优于Pt黑催化剂。 缺点:容易使阴极产生混合电位、毒化Pt催化剂从而降低催化活性。Pt基复合催化剂 1.过渡金属与Pt构成的合金催化剂,其对氧还原的电催化活性明显高于Pt催化剂。 已发现种类:Pt-Co、Pt-Fe、Pt-Cr、Pt-Ni、Pt-Ti、Pt-Mn、Pt-Cu、Pt-
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