直接甲醇燃料電池陽極催化劑磷化鎳的合成及其性能的研究

直接甲醇燃料電池陽極催化劑磷化鎳的合成及其性能的研究

張衛國吳娜余建趙杰呂營

(南昌航空大學環境與化學工程學院 江西省持久性污染物控制與資源循環利用重點實驗室，江西 南昌 330063)

摘要：通過水熱反應制備了Ni2P納米粒子，該Ni2P納米粒子在堿性溶液中對甲醇的氧化具有良好的催化性能。以Ni2P納米粒子為陽極催化劑，并以Pt/C為陰極催化劑，搭建了在堿性條件下運行的直接甲醇燃料電池。研究結果顯示，以空氣為氧化劑，以甲醇為燃料，在常壓、室溫條件下工作，該堿性燃料電池的輸出電流密度為40mA/cm2時，輸出比功率為15mW/cm2，從而構建了一種陽極無鉑基催化劑的直接甲醇燃料電池。

關鍵詞：Ni2P甲醇燃料電池催化劑

1　引言

隨著社會和經濟的飛速發展，化石燃料日漸枯竭以及環境污染等問題日益突出，高效、清潔的綠色新能源成為當前科學與技術研究的熱點之一[1]。醇類燃料電池是一種以醇溶液(如甲醇、乙醇最為普遍)為燃料，將化學能直接轉化為電能的化學電源，該類電池能量轉化率高，對環境無害，不會產生一些高污染性氣體如氮氧化物及硫化物等，而且溫室氣體CO2的排放量也較少[2-3]。直接甲醇燃料電池(DMFC)[4-5]由于直接使用甲醇為燃料，不需要增加轉化裝置來轉化甲醇，因而裝置簡單，而且甲醇燃料產量巨大、成本較低、易儲存和運輸，比起其它燃料電池，直接甲醇燃料電池最受廣大研究者們的青睞[6-7]。

近年來，大量的研究者對直接甲醇燃料電池展開了越來越深入的研究與探索，并獲得了很多的研究成果，為燃料電池的發展做出巨大貢獻。……