提升直接乙醇燃料电池阳极催化剂耐CO性能:Pt-MoOx-TiO2电极合成与表征

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"这篇论文是2011年发表在《国际矿物、冶金与材料》期刊上的,由王秀玉、张景昌、曹旭东、姜元生和朱虹共同撰写,研究了用于直接乙醇燃料电池的Pt-MoOx-TiO2电极的合成与表征。其主要目的是提升直接乙醇燃料电池阳极催化剂对一氧化碳(CO)的耐受性能。通过将碳纳米管(CNTs)修饰为二氧化钛(CNTs@TiO2)作为支撑,制备了Pt/CNTs@TiO2和Pt-Mo/CNTs@TiO2催化剂。" 文章详细介绍了研究人员采用的一种创新方法,即通过在碳纳米管上负载二氧化钛来改善催化剂的性能。二氧化钛的引入不仅增强了碳纳米管的稳定性,还为铂(Pt)颗粒提供了更稳定的支撑平台。实验中,他们首先制备了CNTs@TiO2复合材料,然后在此基础上负载铂(Pt)和钼(Mo)的氧化物,形成Pt-MoOx-TiO2电极。这种设计旨在提高催化剂对一氧化碳的耐受性,因为一氧化碳会中毒燃料电池中的铂催化剂,降低其催化活性。 直接乙醇燃料电池(Direct Ethanol Fuel Cell, DEFC)是一种具有潜力的可再生能源技术,它能直接利用乙醇作为燃料,生成电力。然而,DEFC面临的主要挑战之一就是乙醇氧化过程中可能产生的副产品一氧化碳,这对铂催化剂的活性造成严重影响。因此,研究高效、CO-tolerant的催化剂至关重要。 论文中,作者对所制备的电极进行了详细的物理和化学表征,包括结构分析、形貌观察、成分鉴定等,以评估其电化学性能。这些表征技术可能包括透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱(EDX)和电化学工作站等。通过这些分析,他们能够了解Pt-MoOx-TiO2电极的微观结构、成分分布以及它们在电池中的实际催化效率。 此外,文中还可能涉及了电极在实际DEFC操作条件下的性能测试,如电流密度-电压曲线、持久性测试和CO毒化实验等,以验证新型催化剂在提高燃料电池性能方面的效果。实验结果通常会展示出Pt-MoOx-TiO2电极在抵抗CO毒性、提高乙醇氧化反应速率和电池整体性能方面的优势。 总结来说,这篇论文的研究工作对于理解和优化直接乙醇燃料电池的阳极催化剂具有重要意义,其提出的Pt-MoOx-TiO2电极设计为提高DEFC的稳定性和效率提供了一个新的方向。这一领域的研究对于推动清洁能源技术的发展和广泛应用具有深远的影响。