数据处理与毕业论文写作.doc

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：Catalystsareextremelyimportantfortheperformanceandcommercializationoffuelcells．TheprogressesintheRDofanodeandcathodecatalystsfordirectmethanolfuelcen(DMFC)werereviewedonthebriefintroductionofelectrocatalysismechanismsonmethanoloxidationandoxygenreduction．

关键词：直接甲醇燃料电池；阳极催化剂：阴极催化剂

Keywords：directmethanolfuelcell；anodecatalyst；cathodecatalyst

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

变，且Pt：Mo=3：1(原子比)时催化剂抗CO中毒的能力和原子比为1：1的Pt．Ru催化剂相当；Grgllr等发现Pt—Mo／C在硫酸中对CO电化学氧化的催化机制与Pt-IWC相似，Ih的作用是在其表面形成Ru(OH)。而Mo原子表面则形成MoO(OH)2，两者均可以作为氧化吸附态CO的氧化剂。Pt-Sn是另一个研究较为广泛的二元催化剂。Sn的作用因加入方式的不同而不同，合金结构的Sn能引起Pt的d电子轨道部分填充，并引起Pt-Pt金属键的伸长。这不利于甲醇在Pt表面的吸附及C-H键的断裂，但能减弱C0等中间物在催化剂表面的吸附。Sn的助催化作用及含量目前仍存争议，但倾向于认为其作用是通过电子效应来实现的。

2.阴极催化剂

2．1氧的催化还原机制

氧的直接4电子还原是其在DMFC阴极还原的理想途径，但实际的还原机制非常复杂，还原过程常伴有中间副产物双氧水和Pt氧化物的产生。前者有可能在反应过程中脱离而不能被进一步还原，从而导致氧的利用率降低；后者的生会导致催化剂活性降低。一般认为，氧分子中O-O键的断裂是氧还原反应的速度控制步骤。氧在Pt表面的初始吸附主要有直接解离吸附、平行于催化剂表面的分子吸附和垂直于催化剂表面的分子吸附3种方式。其中，前2种吸附方式使氧在Pt表面先解离形成吸附氧原子，有助于氧的还原反应按4电子过程进行而避免H202的生成。因此，氧电极催化剂的设计与制备应尽量使其表面状态有利于氧按这2种方式在其表面吸附。

2．2阴极催化剂的研究现状

由上述氧的催化还原机制可知，高效氧电极催化剂必须能够同时催化氧还原和过氧化氢分解。然而，不同反应对催化剂表面的要求有时是相互矛盾的，解决途径之一是采用混合