一種低鉑燃料電池催化劑及其制備方法

　　一種低鉑燃料電池催化劑及其制備方法，涉及一种燃料电池催化剂。催化剂包括载体和活性组分，所述载体为活性炭，所述活性組分为PdPt，所述PdPt中，鉑殼Pt與钯核層Pd的摩爾比爲1∶(100～300)，所述活性組分PdPt占低鉑燃料電池催化劑總質量的20％～30％。先制備負載型單疏散納米晶-碳負載钯納米晶，再自發置換制備以納米钯Pd爲核，薄層鉑Pt爲殼的燃料電池催化劑。經測試，低鉑燃料電池催化劑的電催化活性是傳統碳負載钯納米晶Pd/C催化劑的4.18倍。低鉑燃料電池催化劑PdPt/C的成本低，稳定性高。低铂燃料电池催化劑的制备方法简单易行，催化劑的颗粒尺寸易控制，适于大批量工业化生产。

燃料电池是等温地按電化學方法直接将化学能转化为电能的装置，一直是新能源發展戰略中關注的焦點。由于燃料電池工作不經過熱機過程，因此具有以下特點：

1)不受卡諾循環的限制，能量轉化功效高（40%~60%)，實際使用功效是一般內燃機的2~3倍。

2)系統功效和容量的影響較小。

3)無噪音，幾乎沒有有害氣體排放。

4)在有連續的燃料供給的情況下，可以持續工作，且功率密度高，輸出穩定。

5)使用簡便，操作安全。

近年來，在尋找理想的燃料過程中，逐漸發現甲酸是一種有吸引力的燃料，與甲醇相比有很多優點：甲酸在常溫下處于液態，冰點低且無毒，不易燃燒，適用于低溫工作，且相對安全。甲酸是很好的電解質，電離後有利于電荷傳導，接觸電阻小。由于甲酸可在較高的濃度下工作，因此其實際工作時的能量密度要高于直接甲醇燃料電池，並且甲酸電氧化性能好，其對Nafion膜的透過率低，相應的陰極中毒現象也不明顯；另外，甲酸燃料電池的理論開路電位爲I. 45V，比甲醇高。以上的諸多優點都有利于其在移動設備，微機設備中作爲動力能源获得應用。

目前，直接甲酸燃料電池（DFAFC)的研宄工作要紧還是集中在甲酸氧化的陽極催化劑方面。迄今爲止，研宄最多的是Pt基二元或多元催化劑。由于研宄發現Pt作爲甲酸的陽極催化劑材料會被CO ads毒化，因此爲了減輕在甲酸氧化過程中産生的CO對Pt的毒化作用，人們已致力于Pt上添加第二組分以增加甲酸在Pt上的氧化速度，所添加的元素有Cu、 Ag、Ge、Ru、Pb、Sn、As、PcU Te、Se、Rh和Ir等。第二元素的添加一般都會提高Pt對甲酸氧化的電催化活性。其中，含Pd的催化劑的性能最好，Pd基催化劑是一種很好的甲酸氧化的電催化劑。