Co-CoTiO_(3)/TiO_(2)的制备及其高温质子交换膜燃料电池性能

高温质子交换膜燃料电池相较于低温质子交换膜燃料电池具有更加简单的水热管理系统,另外,工作温度的提高不仅增强了电化学反应性能,而且提升了催化剂的抗CO中毒性能,是一种极具应用潜力的燃料电池。本工作先通过水热法合成了纳米棒状的TiO_(2),再在合成金属有机框架(ZIF-67)的过程中加入该纳米棒状的TiO_(2),最后在氮气气氛下煅烧,得到一系列不同Co含量的Co-CoTiO_(3)/TiO_(2)催化剂。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等表征了催化剂的结构,在0.1 mol/L的KOH电解液中研究了催化剂的氧还原(ORR)性能。结果表明:含15 mmol(1 mmol TiO_(2)所含Co的量)Co的Co-CoTiO_(3)/TiO_(2)催化剂的ORR催化活性最好,半波电势可达0.84 V,起始电位为0.92 V,极限电流密度可达4 mA/cm^(2),接近同样测试条件下的20%Pt/C(其中Pt的质量占总催化剂的20%)的ORR催化活性。在高温质子交换膜燃料电池应用中,在180℃和40 mA/cm^(2)的条件下,最高功率密度为9 mW/cm^(2)。