直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展

直接甲醇燃料电池具有较高的能量转化率,但其研究中最主要的问题之一是低温下甲醇在阳极上的电催化活性不高,需要制备具有较高活性的催化剂.介绍了Pt基阳极催化剂的合成方法、表征方法,以及阳极催化剂的发展趋势.     

Pt-Co/C二元纳米催化剂的制备与性能研究

用液相还原法以CoCl2和H2PtCl6为前驱体制备不同Pt-Co配比的Pt-Co/C纳米催化剂,应用于直接甲醇燃料电池阳极反应中.将所制纳米催化剂负载在玻碳电极上,通过电化学循环伏安法和计时电流法对所制备不同配比的纳米催化剂进行甲醇催化氧化活性及稳定性测试.研究结果表明:在酸性介质中,前驱体配比为Pt∶Co=2∶1的Pt-Co/C催化剂具有最佳的催化活性、稳定性和抗CO中毒能力.     

微型直接甲醇燃料电池的研究进展

为了更好地理解快速发展的微型直接甲醇燃料电池技术,分析了消费市场和国防系统对小体积、高性能的便携式电源的需求,总结了微型直接甲醇燃料电池技术的发展现状.微型直接甲醇燃料电池利用微机械加工技术制作,在笔记本电脑、手机、单兵系统、弹药引信等领域有广阔应用前景,因为它具有体积小、质量轻、能量密度高、环境友好等优点.但同时也因为微小尺寸效应,微型直接甲醇燃料电池中也存在产物管理、制造方法、膜电极制备、燃料供给等方面的技术难题.对目前微型直接甲醇燃料电池的研究状况进行深入调研,分析了影响燃料电池输出性能的关键因素,指出了微型直接甲醇燃料电池面向未来应用的发展趋势和所需要解决的技术挑战.     

碱性介质中甲醇在PdNi/MWCNT上的电化学氧化

采用乙二醇还原方法制备直接甲醇燃料电池阳极PdNi/MWCNT催化剂.通过循环伏安、线性扫描、计时电流及电化学阻抗谱等测试,研究PdNi/MWCNT在碱性介质中对甲醇电氧化反应的催化性能.结果表明,与Pd/MWCNT相比,PdNi/MWCNT具有较高的甲醇氧化活性,Ni的引入加速了中间物种的氧化,使甲醇氧化反应在较低电位发生;PdNi/MWCNT显示出较低的活性衰减速率,表明其具有良好的抗中毒能力.     

直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究进展

介绍了直接甲酸燃料电池（DFAFC）阳极电催化机理,以及Pt基、Pd基附载型和非附载型阳极催化剂的发展状况,分析了金属合金d-带能级移动和金属表面偏析对直接甲酸燃料电池催化活性的影响,对筛选阳极催化剂合金材料具有一定的指导作用.     

甲醇系燃料电池催化阳极研究进展

直接碱性甲醇燃料电池因其体积小、能量密度大等优点已成为最具发展前景的燃料电池之一。传统的燃料电池普遍采用酸性电解质,由此带来的材料腐蚀一直是电池实际应用的瓶颈,本文讨论的燃料电池采用碱性电解质,以阳极为代表的甲醇电化学氧化催化剂的选择可不再受只有铂才会表现较高的电催化活性的限制。近十年的研究成果表明非铂的Au,Pd,Ni基催化剂和钙钛矿型稀土氧化物均具有较理想的甲醇阳极催化性能。同时综述了阳极催化的相关反应机理,为进一步发展新型催化剂提供了新方向。     

手机燃料电池关键技术

在便携式电子设备对微型直接甲醇燃料电池的需求不断高涨,提出了影响微型直接甲醇燃料电池性能的关键技术.大量的便携式电子设备如手机、笔记本电脑、个人数字设备等运用广泛,为了满足其电力需求,而传统的充电电池已受到限制,燃料电池在不久的将来将取代现有的电池,但是燃料电池也面临许多问题如较低的能密度、甲醇渗透、电极易中毒等不足.未来将有新的充电电池技术产生,直接甲醇燃料电池是唯一的解决途径.     

氢经济、CO2减排与氢碳经济

近期和未来一个时期内制氢将主要依靠化石燃料,因此也就存在一个潜在的CO2排放问题.常规的CO2收集和储存方法不仅成本高,而且从生态方面来讲也不是一个可靠的解决方法.旨在探索化石燃料制氢所涉及的能源和环境问题的解决方法,探讨了大规模催化分解天然气制氢和碳的技术性、环保性和经济性等方面的问题.碳产品主要被用于建筑材料、直接碳燃料电池发电、土壤改良和环境治理等方面.以化石燃料为基础的"氢-碳"经济格局为目前的碳氢化合物经济到未来最终的可再生氢能经济提供了一个平稳的过渡.     

壳聚糖修饰PdCe催化剂的甲醇电氧化性能

鉴于直接甲醇燃料电池(DMFC)商业化发展中存在的制约因素,包括阳极催化剂活性低及甲醇向阴极渗透等问题,本文采用壳聚糖修饰载体和过渡金属Ce掺杂等手段对DMFC的Pd基阳极催化剂进行改性,以微波辅助乙二醇还原法制备PdCe/(CNT-CS)阳极催化剂,并研究其甲醇电氧化性能。结果表明,PdCe/(CNT-CS)催化剂具有较高的甲醇电催化氧化活性和良好的电化学稳定性。其甲醇氧化峰电流密度约为Pd/CNT峰电流密度的1.4倍;单电势阶跃计时电流试验结果显示,经过1200s试验后,其电流衰减幅度为78.6%,远低于Pd/CNT催化剂。     

燃料电池阳极催化剂的研究进展

阳极催化剂是燃料电池的重要组成部分之一,而阳极催化剂的成本、催化活性和稳定性一直是限制燃料电池商业化的重要因素。对催化剂合成方法以及阳极催化剂合金化和改性催化剂载体两方面的研究现状进行了综述,并对未来燃料电池阳极催化剂发展方向进行了展望。     

Synthesis and characterization of Pt-MoOx-TiO2 electrodes for direct ethanol fuel cells

To enhance the CO-tolerance performance of anode catalysts for direct ethanol fuel cells,carbon nanotubes were modified by titanium dioxide(donated as CNTs@TiO2)and subsequently served as the support for the preparation of Pt/CNTs@TiO2 and Pt-Mo/CNTs@TiO2 electrocatalysts via a UV-photoreduction method.The physicochemical characterizations of the catalysts were carried out by using X-ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and infrared spectroscopy of adsorbed probe ammonia molecules.The electrocatalytic properties of the catalysts for methanol oxidation were investigated by the cyclic voltammetry technique.The results show that Pt-Mo/CNTs@TiO2 electrode exhibits the highest performance in all the electrodes.It is explained that,the structure,the oxidation states,and the acid-base properties of the catalysts are influenced due to the strong interaction between Ti and Mo species by adding TiO2 and MoOx to the Pt-based catalysts.     

物理法制备的纳米过渡金属催化剂上CO的氧化(Ⅰ)——催化剂筛选的热力学基础

研究了物理法制备的纳米过渡金属催化剂上ＣＯ的氧化反应及催化剂活性组分与其催化活性的关系。试验结果表明,纳米铜催化剂对ＣＯ氧化反应有较好的催化活性, 催化剂活性组分金属氧化物生成热与其催化ＣＯ氧化反应催化活性之间存在关联     

CO催化氧化研究进展

ＣＯ氧化反应是一类广泛应用于空气污染控制尤其是汽车尾气污染控制和理论研究的重要反应,本文综述了ＣＯ在催化剂上的氧化反应行为。     

氧化镁对铜铈催化剂CO氧化活性及抗硫性能影响

研究了氧化镁改性载体对铜铈复合氧化物催化剂的CO氧化活性、抗硫性能及烧焦助燃活性的影响。结果表明,以氧化铝为载体的铜铈复合氧化物催化剂具有较高的CO氧化活性,但抗硫中毒的性能稍差;用氧化镁对载体进行改性处理,不仅可以提高催化剂的CO氧化活性,当氧化镁改性剂用量达到20％(质量分数)以上,载体中出现了MgO结构碎片的晶相峰之后,还可明显提高其抗硫中毒的能力,以及硫中毒后氢气还原气氛中的还原再生能力。使催化剂进行烧焦助燃时表现出良好的烧焦助燃活性。     

柴油机掺烧改质甲醇的研究

对催化剂进行优选试验,选用Cu-Zn和Cu-Ni-K两种催化剂混合使用的方式。对两种催化剂的活性、选择性、耐高温性及抗氧化性进行了充分的试验。设计了适用的机载甲醇分解反应器。同时,在130单缸机上证实了柴油机掺烧改质甲醇的可行性。掺烧改质甲醇后,发动机的能耗率有较明显的降低。揭示了掺烧比对发动机能耗率、爆发压力、排温及着火落后期等的影响规律。认为,在低负荷时,甲醇掺饶比受发动机能耗率的限制;高负荷时,受发动机爆发压力的限制。并给出了不同工况点的最佳掺烧比。     

常温常压气-固光催化CO2加氢合成一碳化合物的研究

大气中ＣＯ２含量的增加是导致最严重环境污染－－温室效应的主要原因,因此,人们对ＣＯ２的固定及利用越来越重视,目前对水溶液悬浮体系光催化还原ＣＯ２研究得比较多,气－固光催化体系中,常温常压下合成ＣＯ２＋Ｈ２为有机物少有报道。通过对几种ＴｉＯ２型催化剂在悬浮体光催化体系中ＣＯ２催化活性的比较,选择了活性较高的Ｐｄ／ＲｕＯ２／ＴｉＯ２催化剂,采用原位红外的实验方法对ＣＯ２加氢反应及其产物进行了研究,结果     

The Catalysis of NAD^＋ on Methanol Anode Oxidation Electrode for Direct Methanol Fuel Cell

A tentative idea of developing a liquid-catalytic system on methanol anode oxidation was proposed by analyzing the characteristics of methanol anode oxidation in direct methanol fuel cell. The kinetics of methanol oxidation at a glassy carbon electrode in the presence of nicotinamide adenine dinucleotide ( NAD^ ) was investigated. It is found that the current density of methanol oxidation increases greatly and the electrochemical reaction impedance reduces obviously in the presence of NAD^ compared with those in the adsenee of NAD^ . The catalytic activity of NAD^ is sensitive to temperature. When the temperature preponderates over 45℃, NAD^ is out of fuuction of catalysis for methanol oxidation, which is probably due to the denaturation of NAD^ at a relatively high temperature.     

燃油添加剂在控制废气排放中的研究进展

在颁布限排政策的背景条件下,综述了燃油添加剂在控制废气排放中的研究现状、作用机理、控制效果以及存在的不足之处,并且对相关的研究提出了建议,同时对燃油添加剂的发展进行了展望。燃油添加剂能够改善燃油的燃烧特性,降低氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和颗粒物（PM）的排放量,减少大气污染。燃油添加剂成为解决污染排放问题的最佳途径之一。随着技术的发展,多功能复合型燃油添加剂、有机稀土类燃油添加剂和复配型纳米燃油添加剂将会在控制废气排放中发挥关键性作用。     

以K_2CO_3为催化剂气相沉积纳米碳纤维

气相制备纳米碳纤维目前所用的催化剂多为过渡金属Fe、Co、Ni及其合金,这些金属的引入使得纳米碳纤维的提纯必须用强酸,这一过程不但对设备要求较高,且杂质不易除净。本研究采用由前驱体法和微乳液法制备的水溶性碱金属K2CO3为催化剂、乙炔为碳源在不同温度下气相沉积纳米碳纤维。结果表明,前驱体法制备的K2CO3催化剂比微乳液法制备的K2CO3催化剂沉积纳米碳纤维产率要高很多(600℃时,产率高13倍),600℃是较佳的沉积温度,并且得出600℃适合螺旋形纤维的生长,而700℃适合线形纤维的生长。