Pt-SnO2/C电催化剂在异型直接乙醇燃料电池的性能研究

"这篇论文是2012年由倪红军等人发表的，研究主题是 Pt-SnO2/C电催化剂在异型直接乙醇燃料电池中的性能。他们利用掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管作为阴极支撑体，通过浸涂工艺制备扩散层和催化层，外裹Nafion 117膜形成管状异型阴极。电池的阳极电催化剂则采用水热乙二醇法制备。实验通过XRD、TEM和EDS等技术对电催化剂进行表征，并通过线性循环伏安曲线、交流阻抗等测试手段评估电池性能。研究发现，虽然异型电池的初始阻抗较高，但活化后阻抗显著降低。增加氧气流量和提高工作温度能提升电池性能，在60℃条件下， Pt-SnO2/C电催化剂的异型直接乙醇燃料电池功率密度达到了8.5 mW/cm²。该研究得到了江苏省自然科学基金等项目的资助。" 本文详细探讨了一种新型的异型直接乙醇燃料电池，其中使用了 Pt-SnO2/C 电催化剂。这个电池结构独特，采用了 MCMB/G 烧结管作为阴极支撑体，通过浸涂法制造扩散层和催化层，外层覆盖 Nation 117 膜，形成了管状结构。这种设计有助于提高电池的气体扩散效率和催化活性。阳极电催化剂则是通过水热乙二醇法制备，这种方法可以优化电催化剂的性质，使其更适合直接乙醇燃料电池。 实验过程中的表征技术，如X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱(EDS)，揭示了电催化剂的晶体结构、粒径分布和元素组成，为理解其催化机理提供了基础。性能测试则依赖于线性循环伏安法和交流阻抗分析，这些方法能够深入理解电池的电化学行为和动力学特性。 实验结果显示，尽管异型电池的初始内部阻抗相对较大，但经过活化处理后，电池的内阻显著降低，表明电催化剂的性能得到改善。此外，电池性能受温度和氧气流量的影响，较高的氧气流量和工作温度能有效提升电池的功率输出。在60℃的条件下，这种 Pt-SnO2/C 电催化剂的异型直接乙醇燃料电池实现了8.5 mW/cm²的功率密度，这表明该设计在实际应用中具有潜在的优势。 这项研究不仅提供了对 Pt-SnO2/C 电催化剂在异型直接乙醇燃料电池中性能的深入理解，还为优化燃料电池设计提供了新的思路。通过改进电池结构和调整操作条件，有望进一步提高电池的性能和效率。