摘要: 近年来，随着人类社会的飞速发展，化石燃料消耗量的增加导致了环境的严重恶化和全球变暖，能源危机已成为人们日益关注的问题，迫切需要寻求一种绿色、环保、可再生的新型能源替代传统化石燃料等不可再生的能源。直接甲醇燃料电池(DMFC)作为能量转换... 展开 近年来，随着人类社会的飞速发展，化石燃料消耗量的增加导致了环境的严重恶化和全球变暖，能源危机已成为人们日益关注的问题，迫切需要寻求一种绿色、环保、可再生的新型能源替代传统化石燃料等不可再生的能源。直接甲醇燃料电池(DMFC)作为能量转换装置，因具有高能量密度、环境友好、结构简单、储存运输安全和携带方便等优点，吸引了众多研究者的关注。然而目前DMFC普遍存在催化剂催化活性低、成本高、寿命短等问题，严重阻碍了其商业化发展。本论文从低成本的非贵金属Ni出发，研究了NiCu合金和NiO催化剂的甲醇氧化(MOR)性能，获得了成本低廉、环境友好、电催化活性较好并且稳定性强的新型DMFC阳极催化剂。具体研究内容如下： 1、本文采用简单的一锅法合成了NiCu合金纳米颗粒，通过还原剂和封端剂来控制材料的形貌和尺寸，进一步探究了反应温度对NiCu合金纳米颗粒的MOR催化活性的影响，其中表现最佳的NiCu-220电催化剂实现了1028mAmgmetal-1的质量电流密度。良好的催化活性主要归因于以下几个方面：合金化引起的电子效应有利于改善双金属催化剂的MOR活性；NiCu合金催化剂中的Cu有助于抑制低活性物质γ-NiOOH的产生。 2、采用水(溶剂)热和煅烧等技术，合成了不同形貌的NiO纳米材料，包括空心球和不同尺寸的纳米片。空心球NiO在电化学测试中表现出了良好的MOR催化活性和稳定性。与其他两种不同尺寸的纳米片NiO相比：空心球NiO的具有独特的空心结构、拥有丰富的氧空位、较大的电化学活性面积(ECSA)和较小的电荷转移电阻。 收起