直接醇类燃料电池新型介孔碳载催化剂的探索研究

针对直接醇类燃料电池电极催化剂存在的几个问题，本项目以探索水相法制备有序介孔碳材料的新方法为出发点，设计出在介孔碳材料的有序孔道中装载空心结构的铂基钠米催化剂或多元催化剂的化学合成方法，以获得一种具有高活性、高效率且具抗中毒能力的甲醇电氧化催化剂；采用电化学方法将含氨基的金属酞菁单体聚合在介孔碳材料有序孔道表面，以制备出一种稳定性好、活性高且耐甲醇的非贵金属氧电还原催化剂。通过研究材料结构、形貌、组分与其催化性能的一般性规律，获得综合催化性能最佳的直接醇类燃料电池阴极、阳极催化剂，为直接醇类燃料电池的进一步发展提供极有意义的参考。

本项目针对直接醇类燃料电池阴极与阳极催化剂存在的几个关键问题，结合湿法化学法、水热法、气相沉积法等各种合成方法，设计并制备了具有特意结构与功能的纳米碳材料复合物。其一，以各种纳米碳材料（碳纳米管、多孔炭以及石墨烯）为载体，通过湿法化学法装载具有空心结构的铂基钠米催化剂或多元催化剂，研发并制备了获得系列具有高活性、高效率且具抗中毒能力的甲醇电氧化催化剂；其二，采用化学氧化法或电化学方法将富含氨基的有机小分子单体在纳米碳材料表面实现原位聚合，以制备出一种稳定性好、活性高且耐甲醇的非贵金属氧电还原催化剂。通过研究材料结构、形貌、组分与其催化性能的一般性规律，获得综合催化性能最佳的直接醇类燃料电池阴极、阳极催化剂，为直接醇类燃料电池的进一步发展提供极有意义的参考。