多孔碳负载Pt基催化剂合成及其电催化性能.docx
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多孔碳负载Pt基催化剂合成及其电催化性能
目录
第一章文献综述2
1.1燃料电池2
1.1.1原理2
1.1.2特点3
1.1.3分类4
1.1.4应用7
1.1.5效率8
1.2直接乙醇燃料电池10
1.2.1原理10
1.2.2特点10
1.2.3电池性能的影响:
10
1.3催化剂的种类11
1.3.1碳载体11
1.3.2碳载铂催化剂12
1.3.3铂合金催化剂12
1.4燃料电池的研究现况及发展前景13
1.4.2现况与前景14
参考文献:
14
第二章实验部分16
2.1试剂与仪器16
2.1.1试剂与气体16
2.1.2仪器16
2.2实验过程18
2.2.1催化剂预处理18
2.2.2多孔碳负载Pt的制备18
2.2.3电化学分析18
第三章实验结果与分析19
3.1循环伏安测试(CyclicVoltammetry)19
3.1.10.5M硫酸溶液20
3.1.20.5M乙醇溶液24
3.1.30.5M甲醇溶液25
第一章文献综述
1.1燃料电池
1.1.1原理
燃料电池,(FuelCells,简称FC)是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的电化学装置。
燃料电池是由阴极和阳极,夹在两极之间的电解质隔膜以及集流板4个主要所示。
例如,在氢氧燃料部件电池工作时,向阳极和阴极分别输入氢气和氧气(或空气),氢气和氧气在电极与电解质间的界面上发生电极反应,同时向外电路输出电流,如图1。
图表1燃料电池原理
以质子导体作电解质的氢—氧燃料电池的电极反应如下:
在阳极,氢气(燃料)发生电氧化反应式(1—1)生成氢离子和电子
(1—1)
在阴极,氧气(氧化剂)发生电还原反应式(1—2),生成水
(1—2)
电池总反应:
(1—3)
氢离子在将两个半反应分开的电解质内迁移,电子通过外电路定向流动、作功,并构成总的电的回路。
氧化剂发生还原反应的电极称为阳极,其反应过程称为阴极过程,对外电路按原电他定义为正极。
还原剂或燃料发生氧化反应的电极称为阳极,其反应过程称阳极过程,对外电路定义为负极。
[1]
燃料电池与常规电池不同,它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内,而是贮存在电池外部的贮罐中。
当它工作(输出电流并做功)时,需要不间断地向电池内输入燃料和氧化剂,并同时排出反应产物。
因此,从工作方式上看,它类似于常规的汽油或柴油发电机。
由于燃料电池工作时要连续不断地向电池内送入燃料和氧化剂,所以燃料电池使用的燃料和氧化剂均为流体(即气体和液体)。
最常用的燃料为纯氢、各种富含氢的气体(如重整气)和某些液体(如甲醇水溶液)。
常用的氧化剂为纯氧、净化空气等气体和某些液体(如过氧化氢和硝酸的水溶液等)。
[1]
如果不断地向燃料电池输入氢气和氧气,电池就会源源不断地向外电路输出电流,排放物是无污染的水或者水蒸气。
图表2燃料电池的等效电路
燃料电池的等效电路如图2所示。
外电路的电压等于燃料电池的理论电动势与电池内部电压降总和之差。
电池内部电压降包括空气极电压降,燃料极电压降以及由于电阻损失的电压降。
电池电动势(即电池电压)与电压降间关系可表示:
由式(1—4)表示:
(1—4)
式中,Rc和Ra分别为伴随阴极与阳极反应的等效电阻,通常它与电流密度有关;为通过电解质的离子流和通过导电体的电子流遵循欧姆定律的相应电阻;J为电流密度;R为外电路负载电阻。
电堆是燃料电池发电系统的核心部件。
通常,依据负载的输出电压和电流来确定单电池的连接方式(串联或并联)和数量。
当然,电堆的电阻应尽可能地降低,并尽量避免单电池之间出现短路。
除电堆之外,燃料电池系统还包括燃料预处理、热量管理、电压调整或者直交流逆变和自动控制等子系统。
燃料电池启动时,需要把电堆温度提高到工作温度;正常运行时还需要排出电池反应释放的热量,电堆的加热和冷却将由热量管理装置来完成。
水管理装置的功能是及时排掉电池反应生成的水或者水蒸气。
燃料电池输出的直流电压受运行状况或者负载波动的影响,可通过电压变换来稳定输出电压,或者将直流电转变成交流电送到用户或电网。
燃料电池发电系统由自动控制装置来协调各个部件的工作条件与状态,进行系统控制和统一管理。
[2]
1.1.2特点
1.2.1发电效率高
燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,不受卡诺循环限制,发电效率约为;与蒸汽透平组成联合发电系统时,发电总效率可以达到以上;热电联供时,总能量转化效率可达到以上。
传统的大型火力发电效率为。
此外,火力发电必须达到一定规模后才具有较高的发电效率,而燃料电池的发电效率却与电堆的规模无关。
因此,燃料电池可以作为中央集中型电站,也可以用做区域分散型电站。
1.2.2发电环境友好
如表所示,火力发电时排放尘埃、SO
NO
和烃类等污染物,燃料电池发电时没有燃烧过程,不会产生有害物质,污染物排放量极低;用纯氢燃料时,反应产物仅仅是水,可以实现真正的“零排放”,详见图表3。
在航天系统中,燃料电池生成的水还可供宇航员使用。
燃料电池电堆中没有转动部件,振动噪声很低,11MW功率磷酸燃料电池发电系统的噪声水平低于55dB。
低温燃料电酸燃料电池发电系统的噪声水平低于池具有工作温度低、热辐射弱,噪声低又安静的特点,更适合于潜水艇等具有隐蔽性的军事目标上使用。
[3]
污染成分
天然气
重油
煤
燃料电池
0.0025-0.23
4.55
8.20
0-0.00012
1.80
3.20
3.20
0.063-0.107
烃类
0.02-1.27
0.135-5.0
0.03-10
0.014-0.102
尘埃
0-0.09
0.045-0.32
0.365-0.68
0-0.00014
图表3燃料电池与火力发电的大气污染比较[g/(kW*h)]
1.2.3动态响应性好、供电稳定
燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快,无论处于额定功率以上的过载运行或低于额定功率的低载运行,它都能承受,并且发电效率波动不大,供电稳定性高。
1.2.4自动运行
燃料电池发电系统是全自动运行,机械运动部件很少,维护简单,费用低,适合用做偏远地区、环境恶劣以及特殊场合(如空间站和航天飞机)的电源。
1.2.5模块结构、方便耐用
燃料电池电站采用模块结构,由工厂生产各种模块,在电站的现场集成,安装,施工简单,可靠性高,并且模块容易更换,维修方便。
1.2.6燃料来源广泛
燃料电池可以使用多种初级燃料,如天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油,也可使用发电厂不宜使用的低质燃料,如褐煤、废木、废纸,甚至城市垃圾,当然这些燃料需经过重整处理后才能使用。
1.1.3分类
燃料电池主要分为低温燃料电池(AFC、PEMFC或SPFC)、中温燃料电池(PAFC)以及高温燃料电池(MCFC、SOFC)。
1.3.1碱性燃料电池(AFC)
碱性燃料电池以纯氢作燃料,氧气为氧化剂,35%—50%的KOH溶液做电解质,传导离子OH-,电解质借助毛细力渗透到多孔的惰性电解质隔膜(如石棉)中,用碳载的Pt、Pd、Ni等金属阳极电催化剂,阴极电催化剂用负载在碳上的Pt、Ag尖晶石等金属或金属氧化物,电池工作温度在2600C以下,发电效率45%—50%。
[4]
AFC电极反应为:
阳极反应:
(1—5)
阴极反应:
(1—6)
在20世纪60年代,碱性燃料电池最早用做美国阿波罗登月舱的电源,之后是目前在空间技术方面得到推广应用。
虽然AFC是目前技术成熟的燃料电池之一,但由于它只能使用纯氢燃料,重整气中含有少量的CO2,将会与电解质生成K2CO3,使电池工作性能恶化,成为限制碱性燃料电池应用和发展的主要障碍。
[4]
1.3.2质子交换膜燃料电池(PEMFC)
质子交换膜燃料电池以质子交换膜作电解质隔膜,质子(H
)为传导离子,工作温度低于100℃,阴极和阳极均为贵金属铂做电催化剂的多孔气体扩散电极。
可以使用重整气体做燃料,但其中CO的含量应低于10*10-5。
[4]
PEMFC的电极反应与PAFC相同。
质子交换膜燃料电池具有功率密度高、结构简单、启动速度快、无腐蚀等优点,适用范围广泛,是目前备受关注的燃料电池,被认为是电动车的理想电源,发展潜力很大。
但质子交换膜等材料价格昂贵,使得电池的制造成本较高。
[4]
图表4各类电池工作原理a
1.3.3磷酸燃料电池(PAFC)
磷酸燃料电池可使用由天然气等矿物燃料经重整或者裂解的富氢气体做燃料,但其中CO含量不能超过1%,硫化氢浓度限于2*10-5以下,否则会使铂催化剂中毒,电池性能降低。
用浓磷酸(95%—100%)做电解质,借助毛细力浸渍在聚四氟乙烯(PTFE)黏合的碳化硅隔膜中;H为传导离子;负载在碳载体上的贵金属铂或铂合金作电催化剂,靠PTFE黏结起来构成疏水的气体扩散电极;电池工作温度在之间190—2100C之间;发电效率40%—45%。
[4]
PAFC电极反应为:
阳极反应:
(1—7)
阴极反应:
(1—8)
目前,PAFC是最接近实用化的燃料电池,已有上百套磷酸燃料电池装置在世界各地试验运行,最长时间达4万h以上,已形成工业技术,可以制造从几十千瓦至11MW的磷酸燃料电池发电装置,其中50—250KW的发电装置已进入商业化推广阶段。
但是,磷酸燃料电池的制造成本较高,受电解质性质制约,电池的发电效率尚待提高。
1.3.4熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
熔融碳酸盐燃料电池采用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物(如
和
)做电解质,传导离子为碳酸根负离子
,熔融碳酸盐借助毛细力渗透进入多孔的惰性(如偏铝酸锂)电解质隔膜中。
由于电池工作温度高(650℃左右),电极反应速度快,不必使用贵金属电催化剂,阳极材料用多孔的镍粉烧结体,阴极由多种过渡族元素为稳定剂、多孔的锂化氧化镍制作而成。
熔融碳酸盐燃料电池可以用氢气、一氧化碳或净化的煤气做燃料。
[4]
MCFC电极反应为:
阳极反应:
(1—9)
阴极反应:
(1—10)
熔融碳酸盐燃料电池工作性能好,能量转化效率高,用天然气做燃料时发电效率约60%—65%,净化煤气(煤气做燃料时发电效率约化气体燃料)时发电效率为50%—55%。
因此,熔融碳酸盐燃料电池不仅可用做小规模、高功效的分散型电站,也可作为集中型电站代替火力发电。
目前熔融碳酸盐燃料电池试验电站的功率已达到兆瓦级小型电站也进入商业化试运行阶段。
今后的研发方向是进一步通过示范试验,考察长时间运行时电堆性能劣化的速率及程度,同时降低制造成本。
图表5燃料电池原理b
1.3.5固体氧化物燃料电池(SOFC)
固体氧化物燃料电池通常用氧化钇稳定的氧做电化锆(YSZ)做电解质,传导离氧负离子
,用Ni-YSZ金属陶瓷作阳极材料,掺杂的
或
作阴极材料,工作温度约1000℃。
固体氧化物燃料电池的燃料适用范围十分宽广,如H
、
、天然气、甲醇或煤气皆可。
SOFC电极反应为:
(1—11)
(1—12)
阳极反应:
(1—13)
阴极反应:
(1—14)
固体氧化物燃料电池的工作温度高,功率密度大,电化学极化小,对燃料纯度要求低,能量转化效率高。
它还可以在电池内部完成燃料的重整处理,因此,固体氧化物燃料电池既可作为分散型电站,又能作为大功率集中型电站。
例如,以天然气为燃料的大型固体氧化物燃料电池发电系统的发电效率约;若与煤的气化联合,再回收余热,发电效率可达70%—80%。
尤其是加压达到型SOFC与微型燃气轮机组成联合循环发电的方式,能充分发挥SOFC的优越性和示范作用。
目前固体氧化物燃料电池试验电站的功率仅为,进入实用化阶段还需要相当一段时间。
减少成本,降低工作温度及改善长期运行的稳定性是未来的主要研发方向。
此外,直接甲醇燃料电池(DMFC)也是近年来开发的、用质子交换膜做电解质的新型燃料电池。
与其它燃料电池相比,直接甲醇燃料电池不必使用氢气,可直接将甲醇供给电池做燃料,不需要燃料重整装置,可大幅度简化发电系统与结构。
此外,甲醇来源丰富,价格便宜,常温下是液体,便于携带和储存,特别适合做便携式电源和交通工具的驱动电源。
但是直接甲醇燃料电池的阳极催化效率低,甲醇在质子交换膜中存在“穿透效应”,电池工作性能尚待提高。
[4]
1.1.4应用
燃料电池是电池的一种,它具有常规电池(如锌锰干电池)的积木特性.即可由多台电池按串联、并联的组合方式向外供电。
因此,燃料电池既适用于集中发电,也可用作各种规格的分散电源和可移动电源。
[5]
燃料电池的应用形式主要有以下几方面:
(1)可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等,一般容量在几瓦—1KW之间;
(2)电动车、电动船、居民热电联供,容量范围5—200KW
(3)现场热电联供,一般容量在200KW—1MW之间
(4)分散式电站,容量比现场用燃料电池更大,容量范围约2—20MW
(5)大型发电站(中心发电站),容量为100—300MW
总而言之,燃料电池的发展目标必须定位在投资成本能与其它发电方式竞争,而不只是依靠高效率、低排放、安装维护简单、可靠性好、长寿命、低污染、适应性强等优势去影响市场。
图表6不同类型燃料电池的用途和主要特点
以氢氧化钾为电解质的碱性燃料电池已成功地应用于载人航天飞行,作为Apollo登月飞船和航天飞机的船上主电源,证明了燃料电池高效、高比能量、高可靠性。
以磷酸为电解质的磷酸型燃料电池,至今已有近百台Pc25(200kw)作为分散电站在世界各地运行。
不但为燃料电池电站运行取得了丰富的经验,而且也证明燃料电池的高度可靠性,可以用作不问断电源。
以质子交换膜燃料电池可在室温快速启动,并可按负载要求快速改变输出功率,它是电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源的最佳候选者。
以甲醇为燃料的直接甲醇型燃料电池是单兵电源、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源。
[6]
固体氧化物燃料电池可与煤的气化构成联合循环,特别适宜于建造大型、中型电站,如将余热发电也计算在内,其燃料的总发电效率可达70%—80%。
熔融碳酸盐燃料电池可采用净化煤气或天然气作燃料.适宜于建造区域性分散电站。
将它的余热发电与利用均考虑在内,燃料的总热电利用效率达60%—70%。
1.1.5效率
1.5.1燃料电池的理想效率
热机是通过工质从高温热源吸热对外作功,然后向低温热源放热复原.如此循环操作不断将热转化为功的机器:
热机的热效率
是体系输出的净有用功W与输人体系的热量Q之比
(1-15)
热机过程的最高热效率,称为卡诺效效率,若达到最高热效率热机需通过所谓卡诺循环完成能量转化,此时热机是在高温热源
与低温热源
间工作的所有热机中可输出功最高的,又称为卡诺热机。
所有在
、
两热源问工作的卡诺热机的效率
相等,均为
(1-16)
燃料电池将燃料的化学能直接转化为电能,进出燃料电池的能量如图所示,设燃料电池存恒温恒压下工作,则进入系统的能量为燃料和氧化剂反应的焓变
,它部分转化为电能.部分转换为可与环境交换的热能。
由于电能可完全转化为功,电池过程放出的电能就是电池对外输出的功。
仿照热机的热效率,燃料电池的效率可以定义为电池输出功w与反应的焓变
之比,式中,w是燃料电池过程中单位时间输出的总电功。
[8]
(1-17)
图表7燃料电池过程
在理想情况下,燃料电池内部过程完全可逆,所作的功
为可逆功,这那分功对应燃料电池的理想效率
对于稳态工作的燃料电池过程,燃料和氧化剂以稳定流最输入系统。
燃料在电池恒温下将储存在反应物化学键中的能量转化为功并排出产物。
此过程为开放系统。
由稳流系统的能量方程。
忽略动能和势能的变化。
得到可逆条件下,燃料电池过程的理想效率为
(1-18)
可见,燃料电池的理想效率取决于反应熵变的大小和符号燃料电池中燃料和氧化剂的化学反应是放出能量的反应。
氢氧燃料电池在中、低温下有较高的理想效率,而更高温度下卡诺热饥的效率高于燃料电池的理想效率。
1.5.1燃料电池的实际效率
实际工作的燃料电池,由于电流通过使电池电极的平衡遭到破坏,电板电位偏离平衡值,即电极出现所谓的“极化”观象,此偏离值称为“过电位”,实际电池中的极化分为三类:
一为反应物活化引起的活化极化,二为电流流过电池内部电阻造成的欧姆极化,三为反应物在电极表面和主体的浓度差导致的浓差极化。
极化产生过电位造成燃料电池的实际电压低于可逆电压,此二者之比称为燃料电池的电压效率或电化学效率。
[8]
类似地,燃料电池驱动负载的实际电流也会低于按照反应物消耗计箅出的理论期望电流。
电解质的非理想性会导致部分电子穿过电池内部而非外电路,这部分内部电流不能对外作功,燃料或氧化剂也可能透过电解质而发生无电流的化学反应或会产生内部电流的电化学反应,实际电流与理论期望电流之比,定义为燃料电池的电流效率。
因此,燃料电池过程的实际效率为理想效率与总效率的乘积。
1.2直接乙醇燃料电池
1.2.1原理
以乙醇作为燃料电池的燃料可采用两种途径:
其一是通过乙醇处理器首先将乙醇转化为氢(包括水蒸气重整和部分氧化两种方法),然后输入到氢氧燃料电池中;其二是直接将乙醇作为燃料输入到燃料电池中,即采用直接乙醇燃料电池。
[8]
直接乙醇燃料电池(DEFC)以乙醇水溶液作为燃料,其电极反应如下:
阳极:
(2—1)
阴极:
(2—2)
总反应:
(2—3)
可以看出,乙醇完全氧化生成
和
的反应,每1个乙醇分子的氧化过程涉及12个电子的转移,还需要断裂C-C键,氧化过程及带来的问题比甲醇氧化更复杂。
乙醇氧化的多电子转移过程,有许多反应碎片和中间物产生,这不仅会降低DEFC的法拉第效率,还会毒化催化剂。
[8]
1.2.2特点
乙醇完全电氧化生成二氧化碳和水是一个12电子转移过程,并须断裂C-C键。
与甲醇完全电氧化的6电子转移过程相比,反应更困难,过程复杂,中间产物多,极易引起催化剂中毒。
此外.由于Nafion膜在乙醇永溶液中的溶胀系数变大,所造成的催化层与电解质膜的剥离现象较明显.导致电池性能显著下降。
1.2.3电池性能的影响:
2.3.1温度对电池性能的影响
电池温度对电池极化曲线影响如图所示,图中示出电池性能随着温度的升高而提高,尤其是高电流密度下75℃以上时,电池性能的提高更为显著.这主要是因为:
(1)升高温度有利于提高催化剂对乙醇的电催化活性和改善电极动力学性能。
(2)较高的温度有利于提高电解质膜传导质子的能力。
[9]
虽然提高电池温度有利于电池性能的提高,但在较高温度下易脱水变干,故操作温度一般不宜过高。
多数选择75℃,最高一般不超过85℃。
图表8温度对电池性能的影响
2.3.2乙醇流量及其浓度对电池性能的影响
实验表明:
低流量时,如0.2ml/min,反应生成的中间产物、二氧化碳及其它产物,不能随乙醇水溶液及时排出阳极室,这不仅造成催化剂更易中毒,且由于二氧化碳覆盖催化剂活性位,抑制乙醇在催化剂上反应,从而使电池性能变差.尤其是在高电流密度下,易造成燃料供应不足,引起浓差极化,导致电池性能明显下降。
但流量高于0.5mL/min时,电池性能也显著下降,这主要是乙醇渗透到阴极造成氧阴极放电性能恶化所致。
[9]
2.3.3氧气压力对电池性能的影响
随着氧气压力的增加电池开路电压和放电性能均增加.显然,增加氧气压力不仅可以在膜的阴极侧造成一定的压力,有利于抑制乙醇的渗透;而且还可以提高氧电极动力学速度,尤其是在高电流密度下,较高的氧气压力将使电极的三相反应区有足够的氧气供给,在小于常压条件下,电池性能随电流密度增加下降较快。
[9]
2.3.4氧气流量对电池性能的影响
在乙醇进料速度为0.5ml/min(浓度1.0mol/L)条件下,氧气进样量为其化学计量比2倍时电池性能最好,而当氧气流量低时,由于生成的水不易及时排出,造成催化剂被水淹死,无法建立三相界面平衡,反应物达不到催化反应位,从而使电池性能下降,当氧气流量太大时,则易造成阴极侧膜相对较干,造成Nafion膜的导质子能力减缓,结果使电池性能下降。
[9]
1.3催化剂的种类
1.3.1碳载体
根据不同的应用要求,用于铂催化剂载体的碳主要有三种:
活性碳、炭黑以及石墨或石墨化材料。
PEMFC电极铂催化剂或铂合金催化剂所用碳载体为炭黑(carbonblack),碳表面具有良好防水特性的锅炉黑(furnaceblack)、乙炔黑(acetyleneblack)或石墨化的炭黑(graphitisedcarbonblack)为较好的催化剂载体。
由于存在氧及酸性介质,要求碳载体耐酸、抗氧化腐蚀。
另外,在阴极生成的水要被快速导出,因此碳载体还须有良好的防水性能。
炭黑一般由烃分解而来,如天然气、油份等,由于原料的本性,炭黑的灰分很少,含量<1%,其中制备工艺之一是燃烧炉过程,即将原料引入燃烧炉,在1400oC高温、有限空气供应条件下燃烧获得。
炭黑的表面氧化功能团氧含量大大高于活性碳,高出15%【引,这有利于铂金属粒子的负载、稳定。
1.3.2碳载铂催化剂
催化剂的催化性能取决于催化组分的合理筛选、优化和催化剂的制备方法及工艺。
催化组分的筛选是催化元素的替代过程,即用性能良好、来源广泛、价格便宜的金属元素替代现有催化组分,满足现有要求;或用性能优异的金属元素替代现有组分,以满足更高的催化要求。
目前世界上PEMFC膜电极催化材料主要为碳载铂(Pt/C)催化剂。
Pt担载量比早期的Pt黑催化剂(Pt用量为4mg·em-2)有很大降低,达到0.4mg·cm~。
虽然Pt/C催化剂活性高、性能稳定,但铂金属价格十分昂贵,特别是我国铂族金属资源十分短缺,有必要进一步降低铂金属担载量。
1.3.3铂合金催化剂
由于PEMFC所用燃料的多样性,使得当采用液体燃料(如甲醇)或重整气提供氢源时,在体积、重量等方面较使用纯氢有更大的优势。
若以纯氢为直接燃料,虽使得PEMFC系统简化,性能提高,但其储存、运输、加料等存在安全隐患。
PEMFC通常操作温度在60~100℃之间,在这样的温度下CO对Pt金属是一种非常强的毒物。
重整气中一般含有1%~2%的CO,PEMFC采用碳载铂(Pt/C)催化剂时,将导致阳极催化剂因CO中毒而失活,使PEMFC性能大幅下降。
为此燃料气在进入阳极室之前通过选择性氧化催化剂将CO浓度降低到100×10以下,但即使痕量的co(1~30×10)也可使电池性能严重下降。
这主要是由于CO强吸附于催化剂表面,覆盖了大部分Pt金属催化活性位,从而影响阳极上氢的氧化反应,因而寻找抗CO中毒的方法成为PEMFC研究中的关键问题
3.3.1铂一钌/C合金催化剂(Pt—Ru/C)
铂一钌/C合金催化剂是目前PEMFC中最具代表性的抗CO中毒阳极电催化剂。
目前大部分的DMFC采用Pt—Ru/C作阳极催化剂,它通过Pt和Ru的协同作用降低CO的氧化过电势,使电池在CO存在下性能明显提高。
3.3.2铂一锗催化剂(Pt—GeO2/C)
抗CO中毒的合金催化剂将吸附CO通过电催化反应氧化除掉,氧化剂为含氧物种,如活化的水等。
在单铂金属催化剂表面,该反应由于CO,H2O间的竞争吸附而严重受阻。
这种铂中毒可通过添加第二种金属或金属氧化物进行修饰解决,如Pt.Ru,Pt—Sn,Pt—Mo,Pt—WO3,Pt—SnO2等。
3.3.3含铝铂合金催化剂
通过引入Al得到的Pt.A1/C催化剂,具有良好的抗老化性能,同时催