直接乙醇FC陽極催化劑取進展

據materialsviewschina網報道：由於日益嚴重的能源和環境問題，新一代綠色能源的研究與推廣變得越來越緊迫。乙醇作為液體燃料具有能量密度高、便於儲存和運輸
、來源廣泛、綠(lv)色(se)環(huan)保(bao)等(deng)優(you)點(dian)。因(yin)此(ci)直(zhi)接(jie)乙(yi)醇(chun)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)吸(xi)引(yin)了(le)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)
，相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)方(fang)興(xing)未(wei)艾(ai)。但(dan)是(shi)

，目(mu)前(qian)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)直(zhi)接(jie)乙(yi)醇(chun)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)鉑(bo)基(ji)或(huo)鈀(ba)基(ji)陽(yang)極(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)極(ji)易(yi)被(bei)毒(du)化(hua)、穩定性十分不理想。乙醇催化氧化的過程中也更趨向生成乙酸/乙醛等的C2路徑
，而非充分氧化成二氧化碳的C1路徑，僅能釋放小部分能量。這些因素製約了直接乙醇燃料電池的發展和應用。

到目前為止
，解決這些問題的主要思路是把鉑或鈀合金化
，通過改變它們的電子構型，增強它們的抗毒化能力；或huo者zhe是shi製zhi備bei鉑bo或huo鈀ba與yu其qi他ta過guo渡du金jin屬shu氧yang化hua物wu的de複fu合he材cai料liao
，利li用yong協xie同tong效xiao應ying
，促cu進jin吸xi附fu在zai貴gui金jin屬shu表biao麵mian的de中zhong間jian產chan物wu進jin一yi步bu氧yang化hua。但dan是shi，相xiang應ying乙yi醇chun催cui化hua氧yang化hua穩wen定ding性xing的de提ti升sheng仍reng然ran十shi分fen有you限xian。近期，蘇州大學李彥光教授團隊通過簡單的兩步法合成的鈀/氫氧化鎳/石墨烯（Pd/Ni(OH)2/rGO）複合材料,首次把氫氧化物引入直接乙醇燃料電池陽極催化劑的設計中。由於Ni(OH)2在低電位下能夠有效地促進水解離

，產生OH基團，促進相鄰吸附在貴金屬表麵中間產物(如CO)的氧化，複合催化劑表現出優異的催化活性和突出的穩定性。乙醇催化氧化的比電流密度高達1546 mA mg-1Pd，而且經過40000個連續循環後，催化電流並沒有明顯的衰減。恒電壓的測試也表明材料具有優異的催化穩定性：在經過20000 秒長時間測試之後
，比電流仍然保持在440 mA mg-1Pd左右，而且能過通過簡單的電化學方法實現催化活性完全再生。對乙醇催化氧化產物定量分析表明，Pd/Ni(OH)2/rGO複合材料的C2路徑產物（74%）遠低於商業Pd催化劑（98%）。此外，作者還利過原位紅外進一步對Pd/Ni(OH)2/rGO催化乙醇氧化過程的中間產物進行跟蹤分析
，並沒有發現常見的CO吸附信號
，表明了複合材料具有令人驚奇的抗CO毒化能力。

該Pd/Ni(OH)2/rGO複合材料部分解決了乙醇電催化氧化中的穩定性快速衰減的問題
，顯著促進了乙醇的充分氧化，是直接乙醇燃料電池陽極催化劑的“一劑良藥”。

這一成果近期發表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201703057）上
，文章的第一作者是蘇州大學博士研究生黃文靜和複旦大學博士研究生馬憲印。