不同WO3掺杂量对甲醇氧化的影响

全固体氧化物燃料电池发电系统直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC),它直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性,而得到广泛研究。
 
三氧化钨是少数几种易于实现量子尺寸效应的氧化物半导体之一,已经被广泛应用于燃料电池、电化学传感器和光电器件等领域。研究者对催化剂中加入WO3的情况进行研究,其结果表明,Pt-WO3和Pt-Ru-WO3对H2/CO及甲醇的催化活性均有明显提升。其反应方程式为:

WO3+xPt-H→HxWO3+xPt

HxWO3→xH++xe-+WO3

通过以上两个反应的连续进行,Pt粒子上的活性位点得到释放,进一步促进了氢的解离吸附。
 
随着合成和制备条件的不同,三氧化钨在外观上表现出不同的结构和形貌,而这些特征将显著影响其物理和化学性能。已有研究表明,三氧化钨的结晶形貌对电极的催化性能有很大的影响,但不同晶体结构三氧化钨对电极的催化性能会产生什么影响呢?研究通过对水热法合成2种不同晶体结构的WO3纳米粉体,并制成氧化钨复合电极,观察对甲醇催化性能的影响。实验表明,Pt-WO3/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性优于Pt/C(其中Pt质量分数为20%),Pt-WO3(p)/C的催化性能优于Pt-WO3(b)/C【括号中的p指p型,b指b型】。三氧化钨质量分数为20%时,Pt-WO3/C催化剂具有最好的催化效果。
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