Pt_(x)Cu_(y)/C电催化剂甲醇氧化反应性能及机理研究

直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种将甲醇燃料的化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量转化效率高、环境友好、燃料来源丰富等优势,在移动电源等领域具有广泛应用前景,但阳极铂基电催化剂的性能及成本制约着DMFC的发展。本论文通过简单的液相浸渍还原法,制备了系列PtCu/C纳米电催化剂,电化学性能测试结果表明,电催化剂对甲醇氧化反应(MOR)活性顺序为商品Pt/C<Pt_(3)Cu/C<PtCu_(4)/C<PtCu/C<PtCu_(3)/C,且活性最高的PtCu_(3)/C电催化剂表现出较为优异的电化学稳定性。结合物相表征、电化学测试及DFT计算,阐释了PtCu_(3)/C催化剂中存在的少量CuO相能够促进水分子解离产生*OH,通过双功能机制促进类CO反应中间物种氧化为CO_(2)。因此,相比于商品Pt/C,虽然PtCu_(3)/C电催化剂的ECSA不足其一半,但质量比活性和面积比活性分别提高1.88倍和3.74倍。