直接甲醇燃料電池陽極催化劑的研究進展

徐群杰，周小金，李巧霞，李金光，時士峰

(上海電力學院能源與環境工程學院，上海 200090)

由于燃料電池能量轉化率高、污染小，有利于減少石化燃料的過度使用和保護地球環境，現已受到各國研究者的普遍關注.目前，較成熟的是以氫氣為燃料的質子交換膜燃料電池，但氫氣高密度儲運的困難限制了氫燃料電池的推廣.直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cells，DMFC)是氫質子交換膜燃料電池的一種變種，甲醇相當于貯氫載體.甲醇在常溫常壓下是一種結構簡單的液態有機化合物，儲存簡單、來源方便、價格便宜，是理想的可再生燃料.另外，在甲醇分子中不存在C-C鍵的束縛，電化學活性高，能保持較高的能量轉化率.

DMFC主要有Pt系和非Pt系電催化劑兩類.目前多采用Pt系催化劑.Pt催化劑具有活性高、性能穩定等優點，但Pt資源匱乏，價格昂貴，且存在甲醇氧化的中間產物會造成中毒等問題.因此，如何降低Pt用量，提高催化效率一直是DMFC研究的重點，本文綜述了這方面的研究進展.

1 陽極催化劑的合成方法

根據目前廣泛接受的甲醇電催化雙功能模型原理，即由甲醇在Pt表面上的吸附和脫質子過程，以及水在Pt表面上的吸附和解離過程可知，Pt對甲醇氧化有較高的電催化活性，并在酸性介質中有較高的化學穩定性.因此，Pt可廣泛用作甲醇燃料的電池陽極催化劑［1］.盡管也有用其他金屬作為甲醇氧化電催化劑的報道，但其電催化活性和化學穩定性都比Pt差.可用作Pt載體的材料有很多……