直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/C的制备和表征

高等学校化学学报 ›› 2003, Vol. 24 ›› Issue (5): 858.

直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/C的制备和表征

周卫江¹, 李文震¹, 周振华¹, 宋树芹¹, 魏昭彬¹, 孙公权¹, Tsiakaras P.², 辛勤¹

1. 中国科学院大连化学物理研究所直接醇类燃料电池实验室, 催化基础国家重点实验室, 大连 116023;
2. Department of Mechanical and Industrial Engineering University of Thessalia, Pedion Areos, GR 38334; Volos.Greece

收稿日期:2002-07-03 出版日期:2003-05-24 发布日期:2003-05-24
通讯作者: 辛勤(1939年出生),男.研究员,博士生导师,从事催化剂表面吸附态化学、催化剂表征及燃料电池研究.E-mail:xinqin@dicp.ac.cn E-mail:xinqin@dicp.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:20173060)

Preparation and Characterization of Anode Catalysts PtRu/C for Direct Methanol Fuel Cells

ZHOU Wei-Jiang¹, LI Wen-Zhen¹, ZHOU Zhen-Hua¹, SONG Shu-Qin¹, WEI Zhao-Bin¹, SUN Gong-Quan¹, Tsiakaras P², XIN Qin¹

1. Direct Alcohol Fuel Cells Laboratory, State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China;
2. Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Thessalia, Pedion Areos, GR 3833
4. Volos, Greece

Received:2002-07-03 Online:2003-05-24 Published:2003-05-24

摘要/Abstract

摘要： 用三种方法制备了PtRu/C[Pt和Ru质量分数分别为20％和10％,记为PtRu/C(20％-10％)]甲醇阳极催化剂,通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了PtRu/C催化剂的粒子大小和晶格参数的变化,利用单电池实验考察了催化剂在直接甲醇燃料电池中的催化活性.结果表明,改变溶剂的组成提高了贵金属在活性炭表面的分散度,并改善了PtRu间的相互作用,用乙二醇/水/异丙醇混合溶剂制备的PtRu催化剂金属颗粒较小,PtRu间的相互作用较强,以该催化剂作甲醇阳极的直接甲醇燃料电池的性能较好.

关键词: PtRu/C催化剂, 催化剂制备, 直接甲醇燃料电池

Abstract: PtRu/C (20%-10% in mass fraction) catalysts for direct methanol fuel cell(DMFCs) were prepared by three different methods, XRD and TEM were used to characterize the lattice parameter, particle size and distribution of PtRu metal particles. Polarization experiments of single DMFCs were used to investigate the activity of different PtRu/C anode catalysts directly. It is found that the PtRu/C synthesized in a mixture solvent including ethylene glycol, water and isopropanol has a smaller metal particle size and more improved interaction between Pt and Ru. The single DMFC adopting the PtRu/Cas anode catalyst shows a better performance.

Key words: PtRu/C catalyst, Catalyst preparation, Direct methanol fuel cells(DMFCs)

中图分类号:

TrendMD:

周卫江, 李文震, 周振华, 宋树芹, 魏昭彬, 孙公权, Tsiakaras P., 辛勤. 直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/C的制备和表征. 高等学校化学学报, 2003, 24(5): 858.

ZHOU Wei-Jiang, LI Wen-Zhen, ZHOU Zhen-Hua, SONG Shu-Qin, WEI Zhao-Bin, SUN Gong-Quan, Tsiakaras P, XIN Qin. Preparation and Characterization of Anode Catalysts PtRu/C for Direct Methanol Fuel Cells. Chem. J. Chinese Universities, 2003, 24(5): 858.

[1]	刘杰, 李金晟, 柏景森, 金钊, 葛君杰, 刘长鹏, 邢巍. 降低直接甲醇燃料电池浓差极化的含磺化碳管阻水夹层的构建[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220420.
[2]	石越, 毛庆, 肖成, 景维云, 张学元. PtRu/C表面甲醇电催化氧化动力学的非线性谱学分析[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 2017.
[3]	朱星烨, 钱汇东, 蒋晶晶, 乐舟莹, 徐建峰, 邹志青, 杨辉. 咪唑接枝交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备及在直接甲醇燃料电池中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 2046.
[4]	刘琪, 郭贵宝, 安胜利, 刘金彦. 四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺化膜的制备和性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 2062.
[5]	陈晨, 李丽, 陈金华, 张小华, 许杰, 李益波, 韦杰. Pt-CeO₂/聚苯乙烯磺酸盐功能化碳纳米管复合物的制备及对甲醇的电催化氧化性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(1): 157.
[6]	郭琦, 李林儒, 陆亮, 季云, 陆天虹. 直接甲醇燃料电池的Ir-Fe/C 阴极催化剂性能[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(05): 1007.
[7]	谢国芳, 陆天虹, 杨改秀, 陈煜, 周益明, 唐亚文. 用乙二胺四乙酸和Pt(NO3)2制备Pt/C催化剂及其形成机理[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(6): 1373.
[8]	郑宁刘岩王远. 耐甲醇碳载酞菁-铂纳米复合物催化电极[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(3): 748.
[9]	邹阅超李霞黄永民刘洪来. 制备条件对甲醇电氧化催化剂PtRu/CAs性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(1): 150.
[10]	王晓刚, 苏怡, 刘长鹏, 廖建辉, 邢巍, 陆天虹. 热处理对甲醇电氧化催化剂PtRu/C性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2009, 30(9): 1819.
[11]	陈维民, 辛勤. 直接甲醇燃料电池的稳定性[J]. 高等学校化学学报, 2009, 30(7): 1259.
[12]	黎家纯,谢晓峰,郭建伟,齐亮,周涛 . 直接甲醇燃料电池动态行为的交流阻抗研究[J]. 高等学校化学学报, 2008, 29(3): 564.
[13]	金宝舵, 郭建伟, 谢晓峰, 王树博, 王金海. 操作条件对DMFC阴极电化学阻抗谱参数的影响[J]. 高等学校化学学报, 2008, 29(11): 2258.
[14]	陈维民,,孙公权,赵新生,孙丕昌,杨少华,辛勤 . 直接甲醇燃料电池电催化剂性能衰减研究[J]. 高等学校化学学报, 2007, 28(5): 928.
[15]	尚玉明 ; 谢晓峰 ; 刘洋 ; 徐景明 ; 毛宗强 ; 周其凤 . 新型萘酐型磺化聚酰亚胺质子交换膜的合成[J]. 高等学校化学学报, 2006, 27(6): 1153.