甲醇燃料电池阴极催化种类与优缺点

近年来清洁能源成为了电力设备的发展重点，尤其在电池领域，设计者们对于高效环保电池技术的追求从不止步。随着技术的进步，甲醇燃料电池技术成功脱颖而出得到了人们的关注。本文将对这种新型清洁高效能源电池的阴极催化剂类型进行介绍，帮助大家进一步了解此类电池技术。

Pt/C催化剂

20世纪70年代，Pt/C催化剂成为主要DMFC中的主要阴极催化剂。优点是催化性能大大优于Pt黑催化剂，而缺点也非常明显，容易使阴极产生混合电位、毒化Pt催化剂从而降低催化活性。

Pt基复合催化剂

过渡金属与Pt构成的合金催化剂，其对氧还原的电催化活性明显高于Pt催化剂。已发现种类：Pt-Co、Pt-Fe、Pt-Cr、Pt-Ni、Pt-Ti、Pt-Mn、Pt-Cu、Pt-V、Pt-Cr-Co、Pt-Fe-Cr、Pt-Fe-Mn、Pt-Fe-Co、Pt-Fe-Ni、Pt-Fe-Cu、Pt-Cr-Cu、Pt-Co-Ga…

Pt与过渡金属氧化物的复合催化剂：Pt-WO3、Pt-TiO2、Pt-Cu-MO2、Pt-Cu-MOx…

优点：电催化活性较高、较好的耐甲醇能力。

缺点：增加催化剂对甲醇氧化的惰性性质。

过渡金属大环化合物催化剂

过渡金属大环化合物（卟啉、酞菁）由于具有很高的共轭结构和化学稳定性，同时对分子氧表现出良好的电催化活性，从而被广泛应用于燃料电池氧还原催化剂的研究。

优点：很好的耐甲醇性。

缺点：制备困难、价格昂贵、稳定性差。

Chevrel相催化剂

此类催化剂也称为过渡金属原子簇化合物，是在20世纪80年代中期发现的。分类：二元化合物（Mo6X8，X=S、Se、Te）三元化合物（MxMo6X8）

假二元物（Mo6-xMxX8）

优点：对氧还原有良好的点催化活性。

缺点：制备困难。

过渡金属硫化物催化剂

种类：MoxRuySz、RhxRuySz、RexRuySz。

该类催化剂对氧化还原的电催化活性最好，其中碳载MRu5S5（M=Rh、Re）对氧还原的电催化活性最好，且对甲醇氧化没有电催化活性。目前，该类催化剂对氧还原的电催化活性不是很高，氧在该类催化剂上的还原机理尚不清楚。

过渡金属羰基化合物催化剂

Wx（CO）n、MoxRuySez-（CO）n

优点：在酸性溶液中对氧还原有较好的点催化活性。

但是，对这类催化剂的耐甲醇性研究尚未进行。

其他类型催化剂

MnO2、CrO2、烧绿石、钙钛矿、尖晶石、Cu1.4Mn1.6O4、LaMnO3、La1-xSrxFeO3等。

优点：成本低、耐氧化、对氧还原的电催化活性较高。

缺点：在酸性条件下不稳定。

杂多酸复合催化剂

热稳定性较高、对氧还原的电催化活性比Pt/C高，抗甲醇能力较好。

本文对甲醇燃料电池阴极催化剂类型进行了介绍，涵盖了目前市面上常见的阴极催化剂类型，并对每种类型都进行了简述与优缺点的对比，对于甲醇燃料电池的制造和原料选择是非常有帮助的一篇文章，希望大家在阅读过本文之后能够有所收获。