一种抗甲醇中毒的燃料电池用阴极催化剂的制备方法
本发明涉及一种抗甲醇中毒的燃料电池用阴极催化剂(碳载纳米铂铋合金/金属间化合物催化剂)的制备方法。将氯铂酸和氯化铋按1～5∶1摩尔比溶于1～3mol/L的盐酸中，加入与氯铂酸和氯化铋之和的摩尔比为15∶1的PVP，搅拌加入硼氢化钠，其中硼氢化钠与氯铂酸和氯化铋之和的摩尔比为20∶1，搅拌2－3小时得到溶胶；按10ml丙酮中加入1g碳粉比例，煮沸1h，过滤，干燥，再按10ml HNO溶液中加入1g碳粉的比例加入6mol/L HNO3溶液，煮沸1h，过滤，蒸馏水反复洗涤至中性，干燥，得到经过预处理的碳粉；3.将上述经过预处理的碳粉加入到溶胶中搅拌5-8小时，其中碳粉与氯铂酸和氯化铋之和的质量比为4∶1，低压旋转烘干样品后，用蒸馏水以及丙酮洗涤，真空干燥，得到本发明的抗甲醇中毒的燃料电池用阴极催化剂，即碳载纳米铂铋合金/金属间化合物催化剂。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种直接将化学能转换成电能的装置，由于其不受卡诺循环的限制，具有很高的能量转换效率。采用氢气作为燃料，氧气或空气作为氧化剂，主要产物是水，是理想的环境友好能量转换技术。在90年代引发了直接甲醇燃料电池(DMFC)的研究热潮。与其他类型的燃料电池相比，DMFC的发展面临着一个障碍——“甲醇透过”问题。这是因为，DMFC普遍使用的Nafion膜具有较高的甲醇透过率，甲醇能够从阳极穿过电解质膜进入到阴极，由于阴极一般使用Pt/C作催化剂，氧还原和甲醇氧化会同时发生，因此产生“混合电位”，严重降低电池的输出功率和甲醇的利用率。此外，甲醇及其氧化物的中间产物会使常规的Pt/C催化剂发生中毒而失活，导致电池的输出功率大幅度降低。解决该问题的方法之一是研制选择性好的阴极电催化剂，即催化剂只对氧还原有活性，而对甲醇氧化无活性或活性小。