燃料电池中铁基氧还原催化剂的研究进展

阴极氧还原反应是燃料电池的核心反应之一。目前催化氧还原反应的催化剂通常是贵金属铂,但其普遍存在成本高、对甲醇耐受性差、易CO中毒等缺点,因此开展非贵金属催化剂的研究显得尤为重要。铁基催化剂因催化活性好、稳定性高、甲醇耐受性好、价格低廉等备受青睐,最有希望成为铂基催化剂的替代品。本文主要综述了几类铁基氧还原催化剂的研究现状、催化机理及活性影响因素,并在此基础上阐述了各类催化剂目前尚待解决的问题和发展方向。     

离子液体热合成法制备钒酸铁材料及其电化学性能研究

以离子液体溴化-1-丁基-3-甲基咪唑酸盐[Bmim]Br作为反应溶剂和模板剂,采用离子液体热合成法获得前驱体FeVO4·1.1H2O纳米棒,通过焙烧和后处理成功地合成了FeVO4纳米微球,并将其用于锂离子电池负极材料。通过XRD、XPS、BET等表征技术研究制备样品的结构和形态。FeVO4电极在高电流密度下表现出优异的循环性能和电化学性能,其在100 mA g-1下具有1471.58 mAh g-1的初始放电容量,并且在300 mA g-1下100次循环后保持了783 mAh g-1的比容量。该优异的电化学性能可能归因于电极材料的纳米级尺寸和独特的球形状态。     

高表面积高分散度铜基催化剂的制备及其性能研究

本文对传统共沉淀法进行改进，成功制备出高表面积（383.87 m2/g）高分散度（42.74%）的新型Cu-O-Al骨架结构催化剂，表征结果表明，改进后的制备方法可以有效增大催化剂比表面积和孔容，并使得催化剂上铜物种的颗粒更小、分散度更高，进而表现出较高的催化活性。同时由于形成了Cu-O-Al骨架结构，可以显著抑制铜物种的移动，进而提高催化剂的稳定性。本文以成本较低的空气作为氧源，在典型催化剂（CuAl3）上反应温度300 ℃、较高液时空速2 h-1下，MOP最佳转化率为85.2%，MOA选择性为55.7%，且稳定运行32 h，而该空速下传统浸渍法制备的催化剂已基本无催化活性。     

燃料电池中铁基氧还原催化剂的研究进展

阴极氧还原反应是燃料电池的核心反应之一。目前，用于氧还原反应的催化剂通常是铂基催化剂，普遍存在成本高、对甲醇耐受性差、易CO中毒等缺点，因此，开展非贵金属催化剂的研究显得尤为重要。铁基催化剂因催化活性好、稳定性高、甲醇耐受性好、价格低廉等而备受青睐，最有希望成为铂基催化剂的替代品。该文主要综述了铁基氧还原催化剂，包括含铁化合物催化剂、铁单原子催化剂、铁基合金催化剂、铁基复合物催化剂及其他铁基催化剂的研究现状、催化机理及活性影响因素，并在此基础上阐述了各类催化剂尚待解决的问题和发展方向。