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赣南师范学院2012-2013学年第2学期 《数据处理与毕业论文写作》课程论文 行政班级 学号 姓名 论文题目： 直接甲醇燃料电池电催化剂研究进展 论文要求： 结合所学专业课程的内容，自选一个论文题目。要求内容丰富、论证充分、合理、有自己的观点；格式规范、语言流畅。不允许抄袭参考文献或者其他同学的文章。 教师评语： 评价指标 A B C 评 分 观点 正确，有自己观点，有创新性 较正确，有自己的观点 错误，或没有自己的观点，抄袭 行文 语言流畅，层次分明，中心突出 语言较流畅，结构合理 文字不通，条理不清 论证 材料丰富，论证充分，逻辑性强 材料较多，论证基本合理 缺乏证据，简单拼凑 规范 符合论文格式与规范 基本符合论文格式与规范 不符合论文格式与规范 总成绩取平均值 教师签字： 年 月 日 选课班级 任课教师 成绩 直接甲醇燃料电池电催化剂研究进展 化学化工学院 罗琪 1001应用化学 100902030 摘要：催化剂是影响燃料电池性能及其产业化进程的关键技术之一。本文在简要介绍直接甲醇燃料电池电催化反应机制的基础上综述了其阳极、阴极催化剂的研究进展。 Abstract：Catalysts are extremely important for the performance and commercialization of fuel cells．The progresses in the RD of anode and cathode catalysts for direct methanol fuel cen(DMFC)were reviewed on the brief introduction of electrocatalysis mechanisms on methanol oxidation and oxygen reduction． 关键词：直接甲醇燃料电池；阳极催化剂：阴极催化剂 Key words：direct methanol fuel cell；anode catalyst；cathode catalyst 直接甲醇燃料电池(DMFC)具有结构紧凑、质量轻、燃料来源丰富、储存携带方便、环境友好等优点，是目前各国政府优先发展的高新技术之一，其成功开发是世界各国燃料电池研究工作者追求的目标。对DMFC而言，电催化剂的利用不仅可以加速电极反应、抑止副反应的发生，而且可以提高电池的能量输出效率和整体性能。目前，DMFC所使用的催化剂无论在阳极还是阴极均以Pt系贵金属催化剂为主，但这类催化剂不仅面临资源紧缺、价格昂贵的问题，而且甲醇阳极氧化产物CO易使其中毒也是当今研究者面临的一大难题。本文在介绍DMFC电催化反应机制的基础上综述了其阴阳极催化剂的研究进展。 1. 阳极催化剂 1．1 甲醇催化氧化机制 DMFC中，甲醇在Pt系催化剂上发生的电催化氧化过程。吸附于催化剂表面的甲醇在贵金属的催化作用下，发生解离吸附，生成吸附中间体和质子，并给出电子。当甲醇浓度高于5×10mol／L时，会生成具有较强吸附能力的CO物种占据Pt的活性位，从而造成催化剂中毒失活。为了将吸附中间体CO氧化成C02，必须有一个活性含氧物种(比如活性水中的羟基)参与反应。通常，水可以在催化剂Pt或助催化剂M表面进行吸附、解离，生成吸附态含氧物种-OH，与催化剂表面的吸附CO反应，即可生成C02从而释放Pt的活性位，延长催化剂的使用寿命。助催化剂的加入一方面能促进水的吸附解离，直接影响阳极反应的进行；还能通过修饰Pt的电子性能影响甲醇的吸附和脱质子过程，减弱中间产物在催化剂表面的吸附强度。 1．2阳极催化剂的研究现状 由上述甲醇催化氧化机制可知，如今问题的关键在于减少或避免反应中间产物CO的形成和吸附，或使其在较低电位下氧化。 1．2．1 一元催化剂 由于具有较高的甲醇氧化催化活性和较强的耐腐蚀性能，国内外对甲醇氧化过程催化剂的研究主要集中在Pt，Pd等贵金属催化剂上。Gloaguen等用电化学沉积法将纳米Pt附着到不同的碳载体上，评价了其对甲醇氧化过程的催化性能。结果发现，该系列P“C催化剂的催化活性随比表面积增加而提高；而且载体对催化剂的催化活性有很大的影响，经过热处理的碳载体使Pt的质量比活性(mass activi够，～g)和面积比活性(specific activi够，刖cm2)都有很大提高。Muke巧ee等比较研究了高氯酸溶液中存在或不存在甲醇的情况下，粒度为2．5—9 nm的P“C催化剂的原位X射线吸收(XAS)。结果表明，当粒度小于5 nm时，催化剂表面H物种、OH物种