靜電紡技術(shù)構(gòu)筑直接甲醇燃料電池催化層的應(yīng)用研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)由于其能量密度高、低污染以及結(jié)構(gòu)簡便易于實現(xiàn)甲醇的存儲,有望成為新一代便攜式電子設(shè)備電源。膜電極集合體(MEA)作為燃料電池的核心部件,直接影響電池的性能。
　　本研究主要通過靜電紡技術(shù)構(gòu)筑納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Nafion/催化劑/C,將其作為MEA的催化層得到納米有序的MEA,主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過調(diào)節(jié)靜電紡的參數(shù)(如電壓、距離和紡絲液的流速)和配制不同配比的靜電紡液,來制備具有催化劑

2、良好分布的納米纖維結(jié)構(gòu),靜電紡條件:靜電紡的電壓為16-18 kV,針頭到接收器的距離為15 cm,紡絲液的流速為0.15 mL h-1,紡絲液的配比為PtRu/C:Nafion:PVA=71/9:14:6條件下可以制備出催化劑良好分布的納米纖維。
　　(2)將制備的PtRu/C/Nafion纖維作為直接甲醇燃料電池的催化層,制備成膜電極。當膜電極的陽極催化層采用此纖維機構(gòu),并且載量降低到1.0 mg cm-2時,直接甲醇燃料電池

3、的最大功率密度還可以達到33.0 mW cm-2,跟傳統(tǒng)的膜電極陽極載量為2.0 mg cm-2時的最大功率密度相當。
　　(3)通過調(diào)節(jié)靜電紡的參數(shù)(如電壓、距離和紡絲液的流速)和配制不同配比的靜電紡液,來制備具有碳顆粒良好分布的納米纖維結(jié)構(gòu),并在纖維表面通過溶液法沉積上Pt催化劑,靜電紡條件:靜電紡的電壓為16-18 kV,針頭到接收器的距離為15 cm,紡絲液的流速為0.15 mL h-1,紡絲液的配比為C:Nafion:P

4、VA=8:7:3,溶液法沉積Pt后纖維表面變得粗糙。
　　(4)靜電紡技術(shù)制備納米纖維結(jié)構(gòu)的Pt/C NF,結(jié)果表明:通過Na2PtCl6溶液中加入PVP的聚合物配成紡絲液,紡絲液的推進速度是0.05 mL h-1,針頭到接收器的距離是15 cm、電壓是18-20 kV,可以得到PVP/Na2PtCl6的纖維結(jié)構(gòu),然后360℃/2 h高溫處理,40℃/2 h氮氫混合氣還原,可以到納米纖維結(jié)構(gòu)的Pt/C NF,Pt的顆粒大小大概為6