Pt-Mo镁空气电池用催化剂的制备
金属-空气电池具有高理论比能量、低成本、结构简单、环境友好等优点,是一种理想的电化学能量储存和转换装置。镁在地球上储量丰富、价格低廉,反应活性高,理论比容量高达2.2Ah/g,且相对安全性较高,因此镁空气电池是一种具有广阔应用前景的化学电源。镁空气电池由镁阳极、电解质和空气阴极组成。镁空气电池放电的过程中,阳极的金属镁氧化成镁离子,O2穿过空气阴极,在气-固体-液三相界面被还原成OH-。目前镁空气电池仍存在很多问题,实际工作电压通常低于1.2伏,不及理论值的一半,实际比能量也与理论值相差甚远。造成上述问题的主要原因之一,是空气阴极氧还原反应缓慢的动力学,而氧还原的动力学过程与空气阴极催化剂密切相关。Pt的造价昂贵切稳定性不够高,Mo与Pt形成合金时,Pt的部分d电子转移到Mo的d轨道,增加了Pt的d轨道空穴数量,使Pt的d轨道空穴与O2的O-O 键作用更为强烈,从而促使O-O键断裂过程的进行,提高Pt的氧还原效率。同时Mo 的价格远低于Pt,因此Mo是一种理想的Pt基合金催化剂的合金化元素。
制备Pt-Mo合金,首先将碳载体,水,Pt的前驱体,Mo的前驱体制备成悬浊液,将其转移到具有惰性气体的手套箱中,加入还原剂还原,之后清洗,干燥得到成品。所得产物具有良好的合金化程度,纳米金属颗粒的形貌规整,与相同条件下制备的同等金属担载量的碳负载Pt催化剂相比,具有优异的氧还原催化活性,在镁空气电池体系中具有更高的电压平台和比容量。