本项目的研究目标是要探索用于直接甲醇燃料电池阳极的固-液双相联合催化系统,其研究内容包括两个方面液相催化剂的试验和固相碳载Pt-M合金催化剂的合成与性能评价。对液相催化剂的研究,我们的策略是要寻找具有能从甲醇分子中撮取氢原子,加速甲醇分子在电极表面氧化成CO2的物质。根据对辅酶在人体温度下使醇类物质快速脱氢氧化成CO2的观察,研究了辅酶对甲醇在Pt/C和Pt-M/C电极上氧化反应的协助催化作用。研究中发现,辅酶Ⅰ、Ⅱ能对甲醇在电极上的氧化起协助催化作用的官能团是其分子中烟酰胺基,但是,随温度升高,辅酶的催化作用迅速丧失。烟酰胺具有较好的温度耐受力,它的存在使甲醇在Pt-M/C催化剂上氧化反应的阻抗约小100倍。在固相Pt-M/C的研究方面,我们详细研究了过渡金属原子(如Cr,Fe,Co,Ni)半径对铂的催化性能的影响。XRD结果显示了Pt-Cr/C催化剂具有与Pt/C相近晶格参数,在硫酸中的循环伏安曲线也显示了其较好的电催化活性和在酸性介质中的稳定性。这个结果可归因于Cr与Pt具有相近的原子半径。Pt-Ni/C催化剂的晶格参数小于纯Pt,而CV结果则显示其可能更适合对甲醇的催化。
英文主题词direct methanol fuel cell; liqud phase catalysis; platinum alloy catalyst; solid-liqud cocatalysis; coenzyme