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甲醇燃料動力電池陰極催化種類與優缺點

鉅大LARGE  |  點擊量:1839次  |  2020年06月29日  

近年來清潔能源成為了電力設備的發展重點,尤其在電池領域,設計者們關于高效環保電池技術的追求從不止步。隨著技術的進步,甲醇燃料動力電池技術成功脫穎而出得到了人們的關注。本文將對這種新型清潔高效能源電池的陰極催化劑類型進行介紹,幫助大家進一步了解此類電池技術。


pt/C催化劑


20世紀70年代,pt/C催化劑成為重要DMFC中的重要陰極催化劑。優點是催化性能大大優于pt黑催化劑,而缺點也非常明顯,容易使陰極出現混合電位、毒化pt催化劑從而降低催化活性。


pt基復合催化劑


過渡金屬與pt構成的合金催化劑,其對氧還原的電催化活性明顯高于pt催化劑。已發現種類:pt-Co、pt-Fe、pt-Cr、pt-Ni、pt-Ti、pt-Mn、pt-Cu、pt-V、pt-Cr-Co、pt-Fe-Cr、pt-Fe-Mn、pt-Fe-Co、pt-Fe-Ni、pt-Fe-Cu、pt-Cr-Cu、pt-Co-Ga…


pt與過渡金屬氧化物的復合催化劑:pt-WO3、pt-TiO2、pt-Cu-MO2、pt-Cu-MOx…


優點:電催化活性較高、較好的耐甲醇能力。


缺點:新增催化劑對甲醇氧化的惰性性質。


過渡金屬大環化合物催化劑


過渡金屬大環化合物(卟啉、酞菁)由于具有很高的共軛結構和化學穩定性,同時對分子氧表現出良好的電催化活性,從而被廣泛應用于燃料動力電池氧還原催化劑的研究。


優點:很好的耐甲醇性。


缺點:制備困難、價格昂貴、穩定性差。


Chevrel相催化劑


此類催化劑也稱為過渡金屬原子簇化合物,是在20世紀80年代中期發現的。分類:二元化合物(Mo6X8,X=S、Se、Te)三元化合物(MxMo6X8)


假二元物(Mo6-xMxX8)


優點:對氧還原有良好的點催化活性。


缺點:制備困難。


過渡金屬硫化物催化劑


種類:MoxRuySz、RhxRuySz、RexRuySz。


該類催化劑對氧化還原的電催化活性最好,其中碳載MRu5S5(M=Rh、Re)對氧還原的電催化活性最好,且對甲醇氧化沒有電催化活性。目前,該類催化劑對氧還原的電催化活性不是很高,氧在該類催化劑上的還原機理尚不清楚。


過渡金屬羰基化合物催化劑


Wx(CO)n、MoxRuySez-(CO)n


優點:在酸性溶液中對氧還原有較好的點催化活性。


但是,對這類催化劑的耐甲醇性研究尚未進行。


其他類型催化劑


MnO2、CrO2、燒綠石、鈣鈦礦、尖晶石、Cu1.4Mn1.6O4、LaMnO3、La1-xSrxFeO3等。


優點:成本低、耐氧化、對氧還原的電催化活性較高。


缺點:在酸性條件下不穩定。


雜多酸復合催化劑


熱穩定性較高、對氧還原的電催化活性比pt/C高,抗甲醇能力較好。


本文對甲醇燃料動力電池陰極催化劑類型進行了介紹,涵蓋了目前市面上常見的陰極催化劑類型,并對每種類型都進行了簡述與優缺點的比較,關于甲醇燃料動力電池的制造和原料選擇是非常有幫助的一篇文章,希望大家在閱讀過本文之后能夠有所收獲。


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