氫鎢青銅應用於燃料電池陰極催化劑

提高低溫型燃料電池的電極反應速度,關鍵在於陰極催化劑。陰極催化劑必須具有表面積大、穩定性好、活性高、不易中毒等優點。目前,大多數燃料電池的陰極催化劑主要是碳擔載鉑催化劑(Pt/C)或鉑合金催化劑。直接甲醇燃料電池(DMFC)存在一個嚴重問題——"甲醇滲透",即甲醇從陽極穿過電解質膜進入到陰極,由於氧的還原和甲醇的氧化是同時進行的,並且甲醇氧化的中間產物還會使陰極催化劑中毒,嚴重降低了電池的庫侖效率和電壓效率。
 
此方法的目的在於克服現有技術的缺點,提供一種對氧還原反應(ORR)有高選擇性和高催化活性,並且在少量甲醇存在時,不但不影響氧的還原,甚至還能促進氧還原的直接甲醇燃料電池陰極催化劑。另一目的在於提供一種製備上述直接甲醇燃料電池陰極催化劑的方法,該製備方法操作簡單,成本低且可控性強。
 
一種直接甲醇燃料電池陰極催化劑,是一種鎢青銅鉑基複合催化劑,其基本結構式為Pt-HxWO3(0<x≤l)。直接甲醇燃料電池陰極催化劑的製備方法,包括下述步驟:(1)將摩爾比為1:100〜1:20的氯鉑酸與鎢酸鈉溶於酸度為0.5〜3molL的硫酸中,配成均勻的淺黃色溶膠;(2)將碳質材料置於所配製的溶膠中,在-0.2〜0.1V範圍任設一電位值進行恒電位電沉積即制得所述基本結構式為Pt-HxWO3的鉑基複合催化劑。此方法製備的陰極催化劑提高了催化氧還原的活性,又具有較好的穩定性,故複合催化劑Pt-HxWO3是一種良好的燃料電池陰極催化劑。此方法沉積製備催化劑工藝簡單,操作方便,易於控制,室溫條件下即可進行電沉積,因此催化劑的製備成本較低。

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