碳紙負(fù)載高指數(shù)晶面鉑納米粒子的制備及其在直接甲酸燃料電池中的催化性能研究

編號：NMJS05954

篇名：碳紙負(fù)載高指數(shù)晶面鉑納米粒子的制備及其在直接甲酸燃料電池中的催化性能研究

作者：黃龍[1] ;詹梅[1] ;王宇成[1] ;林燕芬[1] ;劉碩[1] ;袁婷[2] ;楊輝[2] ;孫世剛[1]

關(guān)鍵詞：碳紙 鉑納米粒子 高指數(shù)晶面 電沉積 直接甲酸燃料電池

機(jī)構(gòu)： [1]廈門大學(xué)固體表面物理化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,化學(xué)化工學(xué)院,福建廈門361005; [2]中國科學(xué)院上海高等研究院,上海201210

摘要： 直接甲酸燃料電池（DFAFCs）是一種很有前景的可用于移動(dòng)電子設(shè)備的電源.鈀對甲酸電催化氧化有很高的活性,但穩(wěn)定性較差,容易失活;鉑對甲酸電催化氧化的活性低于鈀,但穩(wěn)定性好.前期研究表明,高指數(shù)晶面鉑納米粒子對甲酸的電催化氧化活性顯著高于低指數(shù)晶面鉑納米粒子.本文以碳紙為載體,應(yīng)用方波電位法生長高指數(shù)晶面鉑納米粒子（HIF-Pt/C-paper）,通過改變方波上下限電位,合成出不同粒徑的二十四面體和偏方三八面體鉑納米粒子.進(jìn)一步在碳紙上修飾一層碳黑微孔層并優(yōu)化電沉積條件,制備出粒徑約10 nm,載量0.069 mg·cm-2的HIF-Pt/C-paper作為DFAFCs的陽極催化劑.在甲酸濃度為3 mol·L-1時(shí),測得30oC下單電池最大功率密度10.6 m W·cm-2,最大質(zhì)量功率密度153.5 m W·mg-1Pt,是以1 mg·cm-2載量的商業(yè)60%（by mass）Pt/C（簡稱商業(yè)Pt/C）為陽極催化劑的電池的8.4倍.HIF-Pt/C-paper陽極DFAFCs在20 m A·cm-2條件下運(yùn)行50 h,電壓保持率為95%,顯示出很好的穩(wěn)定性.