OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用：99美元

投递稿件

查看量	下载量

相关文章
更多...

化学学报 2013

直接甲醇燃料电池Pt基阳极催化剂的研究进展

DOI: 10.6023/A13030262, PP. 1225-1238

王宗花,史国玉,夏建飞,张菲菲,夏延致,李延辉,夏临华

Keywords: 直接甲醇燃料电池,Pt基催化剂,协同效应,电子效应,溢流效应

Full-Text Cite this paper Add to My Lib

Abstract:

作为未来能源储存和转换装置的理想选择,直接甲醇燃料电池具有能量密度高、携带方便以及环境友好等特点.直接甲醇燃料电池欲实现商业化关键在于如何降低其催化剂成本,构建高效稳定催化层,尤其是阳极催化层.由于非Pt催化剂对于甲醇催化氧化效率太低,远远达不到商业化应用的要求,因此对于Pt基改性催化剂的研究具有更重要的现实意义.对于催化剂而言,其微观电子结构以及能级密度分布很大程度上决定着催化剂的本征催化活性.因此通过对其宏观特性的调控以改变Pt的微观结构,是提高Pt基催化剂催化活性的有力方向.本文着重从催化剂的组成、形貌和粒度等方面就近几年对Pt基催化剂的改性研究进行了综述,并对其改性机理进行了相关讨论.

References

[1]	Cooper J. S.; McGinn P. J. J. Power Sources 2006, 163, 330.
[2]	Mukerjee, S.; Urian, R. C.; Lee, S. J.; Ticcianelli, E.; McBreen, J. J Electrochem. Soc. 2004, 151, A1094.
[3]	Song, C. J.; Khanfar, M.; Pickup, P. G. J. Appl. Electrochem. 2006, 36, 339.
[4]	Wang, Z. B.; Yin, G. P.; Lin, Y. G. J. Power Sources 2007, 170, 242.
[5]	Park, K. W.; Choi, J. H.; Ahn, K. S.; Sung, Y. E. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5989.
[6]	Liang, Y. M.; Zhang, H. M.; Tian, Z. Q.; Zhu, X. B.; Wang, X. L.; Yi, B. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7828.
[7]	Yang, L. X.; Allen, R. G.; Scott, K.; Christenson, P.; Roy, S. J. Power Sources 2004, 137, 257.
[8]	Liang, Y. M.; Zhang, H. M.; Zhong, H. X.; Zhu, X. B.; Tian, Z. Q.; Xu, D. Y.; Yi, B. L. J. Catal. 2006, 238, 468.
[9]	Jeon, M. K.; Won, J. Y.; Lee, K. R.; Woo, S. I. Electrochem. Commun. 2007, 9, 2163.
[10]	Wang, D. Y.; Chou, H. L.; Lin, Y. C.; Lai, F. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10011.
[11]	Zeng, J. H.; Lee, J. Y. Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, 4389.
[12]	Strasser, P.; Fan, Q.; Devenney, M.; Weinberg, W. H.; Liu, P.; Norskov, J. K. J. Phys Chem B 2003, 107, 11013.
[13]	Jeon, M. K.; Zhang, Y.; McGinn, P. J. Electrochim. Acta 2009, 59, 2837.
[14]	Wang, J. S.; Xi, J. Y.; Bai, Y. X.; Shen, Y.; Sun, J.; Chen, L. Q.; Zhu, W. T.; Qiu, X. P. J. Power Sources 2007, 164, 555.
[15]	Saha, M. S.; Li, R.; Cai, M.; Sun, X. Electrochem. Solid-State Lett. 2007, 10, B130.
[16]	Wang, Y.; Fachini, E. R.; Cruz, G.; Zhu, Y.; Ishikawa, Y.; Colucci, J. A. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, C222.
[17]	Wang, J. S.; Deng, X. Z.; Xi, J. Y.; Chen, L. Q.; Zhu, W. T.; Qiu, X. P. J. Power Sources 2007, 170, 297.
[18]	Sandoval-Gonzalez, A.; Borja-Arco, E.; Escalante, J.; Jimenez- Sandoval, O.; Gamboa, S. A. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 1752.
[19]	Xiang, X. D.; Huang, Q. M.; Fu, Z.; Lin, Y. L.; Wu, W.; Hu, S. J.; Li, W. S. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 4710.
[20]	Wang, C. T.; Willey, R. J. Catal. Today 1999, 52, 83.
[21]	El-Deab, M. S. Int. J. Electrochem. Sci. 2009, 4, 1329.
[22]	Gao, Z.; Wang, J.; Li, Z. S.; Yang, W. L.; Wang, B.; Hou, M. J. Chem. Mater. 2011, 23, 3509.
[23]	Wang, Y. L.; Zhang, D. D.; Peng, W.; Liu, L.; Li, M. G. Electrochim. Acta 2011, 56, 5754.
[24]	Wang, Y. L.; Ji, H. Q.; Peng, W.; Liu, L.; Gao, F.; Li, M. G. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 9324.
[25]	Lee, K.; Nam, J. H.; Lee, J. H. Electrochem. Commun. 2005, 7, 113.
[26]	Wang, Y.; Shao, Y. Y.; Matson, D. W.; Li, J. H.; Li, Y. H. ACS Nano 2010, 4, 1790.
[27]	Zhang, Y. J.; Mori, T.; Ye, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6294.
[28]	Choi, B.; Yoon, H.; Park, I. S.; Jang, J.; Sung, Y. E. Carbon 2007, 45, 2496.
[29]	Liu, Z. W.; Shi, Q. Q.; Peng, F. Electrochem. Commun. 2012, 16, 73.
[30]	Housmans, T. H. M.; Wonders, A. H.; Koper, M. T. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10021.
[31]	Mukerjee, S.; Urian, R. C. Electrochim. Acta 2002, 47, 3219.
[32]	Liu, S. X.; Liao, L W.; Tao, Q.; Chen, Y. X.; Ye, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 9725.
[33]	Chen, D. J.; Hofstead-Duffy, A. M.; Park, I. S.; Atienza, D. O. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8735.
[34]	Kabbabi, A.; Faure, R.; Durand, R.; Beden, B.; Hahn, F. J. Electroanal. Chem. 1998, 444, 41.
[35]	Rigsby, M. A.; Zhou, W. P.; Lewera, A.; Duong, H. T.; Bagus, P. S.; Jaegermann, W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 15596.
[36]	Cao, D.; Lu, G. Q.; Wieckowski, A.; Wasileski, S. A.; Neurock, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11622.
[37]	Jarvi, T. D.; Sriramulu, S.; Stuve, E. M. Colloids Surf., A 1998, 134, 145.
[38]	Ferrin, P.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14389.
[39]	Housmans, T. H. M.; Wonders, A. H.; Koper, M. T. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 10028.
[40]	Lebedeva, N. P.; Koper, M. T. M.; Feliu, J. M.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12947.
[41]	Mikita, K.; Nakamura, M.; Hoshi, N. Langmuir 2007, 23, 9097.
[42]	Wang, S. Y.; Jiang, S. P.; Wang, X.; Guo, J. Electrochim. Acta 2011, 56, 1567.
[43]	Kim, J. M.; Joh, H. I.; Jo, S. M.; Ahn, D. J.; Ha, H. Y.; Hong, S.-A.; Kima, S. K. Electrochim. Acta 2010, 55, 4834.
[44]	Guo, S. J.; Zhang, S.; Sun, X. L.; Sun, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15354.
[45]	Bi, Y. P.; Lu, G. X. Electrochem. Commun. 2009, 11, 46.
[46]	Ding, L. X.; Wang, A. L.; Li, G. R.; Liu, Z. Q.; Zhao, W. X.; Su, C. Y.; Tong, Y. X. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5731.
[47]	Cheng, Q.; Tang, J.; Ma, J.; Zhang, H.; Shinya, N.; Qin, L. C. Carbon 2011, 49, 2918.
[48]	Li, Y. X.; Wu, S. N.; Cui, X.; Wang, L.; Shi, X. M. Electrochem. Commun. 2012, 25, 19.
[49]	Zhang, H. M.; Zhou, W. Q.; Du, Y. K.; Yang, P.; Wang, C. Y. Electrochem. Commun. 2010, 12, 884.
[50]	Ye, W. C.; Kou, H. H.; Liu, Q. Z.; Yan, J. F.; Zhou, F.; Wang, C. M. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 4096.
[51]	Ghosh, S.; Raj, C. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10843.
[52]	Li, Y. M.; Tang, L. H.; Li, J. H. Electrochem. Commun. 2009, 11, 846.
[53]	Lim, E. J.; Choi, S. M.; Seo, M. H. Electrochem. Commun. 2013, 28, 100.
[54]	Jiang, F. X.; Yao, Z. Q.; Yue, R. R.; Du, Y. K.; Xun, J. K. Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 14085.
[55]	Wang, Z. H.; Xia, J. F.; Zhu, L. Y.; Guo, X. M.; Zhang, F. F.; Li, Y. H.; Xia, Y. Z. Sens. Actuators B: Chem. 2012, 161, 133.
[56]	Wang, Z. H.; Yu, H. R.; Xia, J. F.; Zhang, F. F.; Li, F.; Xia, Y. Z.; Li, Y. H. Desalination 2012, 299, 50.
[57]	Cheng, Q.; Tang, J.; Wang, Z. H.; Zhang, F. F.; Zhang, H.; Shinya, N.; Chen, L. C. 62nd of Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, September 11～15, 2011, Niigata, Japan.
[58]	Shi, G. Y.; Wang, Z. H.; Xia, J. F.; Zhang, F. F.; Xia, Y. Z.; Li, Y. H. Acta Chim. Sinica 2013, 71, 228. (史国玉, 王宗花, 夏建飞, 张菲菲, 夏延致, 李延辉, 化学学报, 2013, 71, 228.)
[59]	Rajesh; Paul, R. K.; Mulchandani, A. J. Power Sources 2013, 223, 23.
[60]	Guo, S. J.; Fang, Y. X.; Dong, S. J.; Wang, E. K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17104.
[61]	Zeng, J. H.; Yang, J.; Lee, J. Y.; Zhou, W. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24606.
[62]	Zhang, H.; Yin, Y. J.; Hu, Y. J.; Li, C. Y.; Wu, P.; Wei, S. H.; Cai, C. X. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11861.
[63]	Wu, Y. N.; Liao, S. J.; Liang, Z. L.; Yang, L. J.; Wang, R. F. J. Power Sources 2009, 194, 809.
[64]	Fu, X. Z.; Liang, Y.; Chen, S. P.; Lin, J. D.; Liao, D. W. Catal. Commun. 2009, 10, 1895.
[65]	Zhao, H. B.; Li, L.; Yang, J.; Zhang, Y. M. Electrochem. Commun. 2008, 10, 1529.
[66]	Godoi, D. R. M.; Perez, J.; Villullas, H. M. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B474.
[67]	Bergamaski, K.; Pinheiro, A. L. N.; Teixeira-Neto, E.; Nart, F. C. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19271.
[68]	Frelink, T.; Visscher, W.; van Veen, J. A. R. J. Electroanal. Chem. 1995, 382, 65.
[69]	Takasu, Y.; Iwazaki, T.; Sugimoto, W.; Murakami, Y. Electrochem. Commun. 2000, 2, 674.
[70]	Park, S.; Xie, Y.; Weaver, M. J. Langmuir 2002, 18, 5798.
[71]	Bergamaski, K.; Pinheiro, A. L. N.; Teixeira-Neto, E.; Nart, F. C. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19279.
[72]	Rhee, C. K.; Kim, B. J.; Ham, C.; Kim, Y. J.; Song, K.; Kwon, K. Langmuir 2009, 25, 7147.
[73]	Sun, Y. B.; Zhuang, L.; Lu, J. T.; Hong, X. L.; Liu, P. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15467.
[74]	Sato, T.; Okaya, K.; Kunimatsu, K.; Yano, H.; Watanabe, M.; Uchida, H. ACS Catal. 2012, 2, 450.
[75]	Mukerjee, S.; McBreen, J. J. Electroanal. Chem. 1998, 448, 163.
[76]	Zellner, M. B.; Chen, J. G. Catal. Today 2005, 99, 299.
[77]	Mellinger, Z. J.; Kelly, T. G.; Chen, J. G. ACS Catal. 2012, 2, 751.
[78]	Guil-López, R.; Martinez-Huerta, M. V.; Guillen-Villafuerte, O.; Pena, M. A.; Fierro, J. L. G.; Pastor, E. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 7881.
[79]	Zhang, X. F.; Shen, P. K. Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 2257.
[80]	Chu, D. B.; Zhou, X. F.; Lin, C. J. Chem. J. Chin. Univ. 2000, 21, 133. (褚道葆, 周幸福, 林昌健, 高等学校化学学报, 2000, 21, 133.)
[81]	Wang, M.; Guo, D. J.; Li, H. L. J. Solid State Chem. 2005, 178, 1996.
[82]	Hosseini, M. G.; Momeni, M. M.; Faraji, M. Electroanalysis 2010, 22, 2620.
[83]	Zhao, Y. C.; Nie, S. L.; Wang, H. W.; Tian, J. N.; Ning, Z.; Li, X. X. J. Power Sources 2012, 218, 320.
[84]	Samant, P. V.; Fernandes, J. B. J. Power Sources 1999, 79, 114.
[85]	Vázquez-Gómeza, L.; Verlatoa, E.; Cattarina, S.; Comissoa, N.; Guerriero, P.; Musiani, M. Electrochim. Acta 2011, 56, 2237.
[86]	Liu, Z. L.; Zhang, X. H.; Hong, L. Electrochem. Commun. 2009, 11, 925.
[87]	Fleischmann, M.; Korinek, K.; Pletcher, D. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1972, 10, 1396.
[88]	Abdel Hameed, R. M.; El-Khatib, K. M. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 2517.
[89]	Wen, Z. H.; Juan, L.; Li, J. H. Adv. Mater. 2008, 20, 743.
[90]	Martinez-Huerta, M. V.; Rodriguez, J. L.; Tsiouvaras, N. Chem. Mater. 2008, 20, 4249.
[91]	Kwon, Y. H.; Kim, S. C.; Lee, S. Y. Macromolecules 2009, 42, 5244.
[92]	Zhang, H. M.; Zhou, W. Q.; Du, Y. K.; Yang, P.; Xu, J. K. Acta Chim. Sinica 2010, 68, 2529. (张红梅, 周卫强, 杜玉扣, 杨平, 徐景坤, 化学学报, 2010, 68, 2529.)
[93]	Tong, H.; Zhang, Y. L.; Zhu, J. J.; Zhang, X. G.; He, W. Acta Chim. Sinica 2012, 70, 1159. (佟浩, 张艳玲, 朱佳佳, 张校刚, 何卫, 化学学报, 2012, 70, 1159.)
[94]	Li, Y. M.; Tang, L. H.; Li, J. H. Electrochem. Commun. 2009, 11, 846.
[95]	Zhao, Y. C.; Zhan, L.; Tian, J. N.; Nie, S. L.; Ning, Z. Electrochim. Acta 2011, 56, 1967.
[96]	Santhosh, P.; Gopalan, A.; Lee, K. P. J. Catal. 2006, 238, 177.
[97]	Dang, D.; Gao, H. L.; Peng, L. J.; Su, Y. L.; Liao, S. J.; Wang, Y. Acta Phys.-Chim. Sin. 2011, 27, 2380. (党岱, 高海丽, 彭良进, 苏允兰, 廖世军, 王晔, 物理化学学报, 2011, 27, 2380.)
[98]	Zhu, J.; Cheng, F. Y.; Tao, Z. L.; Chen, J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 6337.
[99]	Jeon, M. K.; Daimon, H.; Lee, K. R.; Nakahara, A.; Woo, S. I. Electrochem. Commun. 2007, 9, 2692.
[100]	Wu, G.; Swaidan, R.; Li, D.; Li. N. Electrochim. Acta 2008, 53, 7622.
[101]	Wu, Y. N.; Liao, S. J.; Guo, H. F.; Hao, X. Y. J. Power Sources 2013, 224, 66.
[102]	Hamel, C.; Garbarino, S. B.; Irissou, E. R.; Bichat, M. P.; Guay, D. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 18931.
[103]	Wang, Y. S.; Yang, S. Y.; Li, S. M.; Tien, H. W.; Hsiao, S. T.; Liao, W. H.; Liu, C. H.; Chang, K. H.; Ma, C. C.; Hu, C. C. Electrochim. Acta 2013, 87, 261.
[104]	Zhou, C.; Peng, F.; Wang, H.; Yu, H.; Peng, C.; Yang, J. Electrochem. Commun. 2010, 12, 1210.
[105]	Chetty, R.; Xia, W.; Kundu, S.; Bron, M.; Reinecke, T.; Schuhmann, W.; Muhler, M. Langmuir 2009, 25, 3853.
[106]	Wakisaka, M.; Mitsui, S.; Hirose, Y.; Kawashima, K.; Uchida, H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23489.
[107]	Lamy, C.; Leger, J. M.; Srinivasan, S. Modern Aspects of Electrochem. 2001, 34, 55.
[108]	Watanabe, M.; Motoo, S. J. Electroanal. Chem. 1975, 60, 267.
[109]	Koper, M. T.; Shubina, T. E.; Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 691.
[110]	Alayoglu, S.; Zavalij, P.; Eichhorn, B.; Wang, Q.; Frenkel, A. I.; Chupas, P. ACS Nano 2009, 3, 3127.
[111]	Godoi, D. R. M.; Perez, J.; Villullas, H. M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8518.
[112]	Greeley, J.; Mavrikakis, M. Nat. Mater. 2004, 3, 810.
[113]	Wang, D.; Zhuang, L.; Lu, J. T. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16416.
[114]	Bock, C.; Blakely, M. A.; MacDougall, B. Electrochim. Acta 2005, 50, 2401.
[115]	Mpourmpakis, G.; Andriotis, A. N.; Vlachos, D. G. Nano Lett. 2010, 10, 1041.
[116]	Pitois, A.; Davies, J. C.; Pilenga, A.; Pfrang, A. J. Catal. 2009, 265, 199.
[117]	Koper, M. T. M.; Shubina, T. E.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 686.
[118]	Hwang, B. J.; Sarma, L. S.; Chen, J. M.; Chen, C. H.; Shih, S. C.; Wang, G. R.; Liu, D. G.; Lee, J. F.; Tang, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11140.
[119]	Xu, D.; Liu, Z. P.; Yang, H. Z.; Liu, Q. S.; Zhang, J.; Fang, J. Y.; Zou, S. Z.; Sun, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4217.
[120]	Xu, J. B.; Hua, K. F.; Sun, G. Z.; Wang, C.; Lv, X. Y.; Wang, Y. J. Electrochem. Commun. 2006, 8, 982.
[121]	Zhang, J.; Yang, H. Z.; Fang, J. Y.; Zou, S. Z. Nano Lett. 2010, 10, 638.
[122]	Tritsaris, G. A.; Rossmeisl, J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11984.
[123]	Wakisaka, M.; Mitsui, S.; Hirose, Y.; Kawashima, K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23489.
[124]	Antolini, E.; Salgado, J. R. C.; González, E. R. Appl. Catal. B: Environ. 2006, 63, 137.
[125]	Cui, X. Z.; Shi, J. L.; Zhang, L. X.; Ruan, M. L.; Gao, J. H. Carbon 2009, 47, 186.
[126]	Watanabe, M.; Zhu, Y. M.; Uchida, H. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1762.
[127]	Park, K. W.; Choi, J. H.; Kwon, B. K.; Lee, S. A.; Sung, Y. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1869.
[128]	Gasparotto, L. H. S.; Ciapinab, E. G.; Cantanec, D. A.; Gomes, J. F. Electrochim. Acta 2013, 104, 358.

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133