（应用化学专业论文）直接二甲醚燃料电池研究.pdf

山东理t 大学预j - 学位论义 摘要 摘要 直接二甲醚燃料电池( d d f c ) 是一种以二甲醚为燃料的直接型导电聚合物燃料电池， 它具有理论能量密度高、燃料无毒且来源广泛等特点。本文旨在通过电化学实验方法， 研究二甲醚的电催化氧化机理，通过膜电极的优化和电池运行- 条s - - 4 牛的考察提高电池性能。 自制了多孔微电极，并以之作为工作电极，采用循环伏安、溶出伏安、计时电流等 电化学实验方法考察了二甲醚在阼r ub l a c k 和p tb i a c k 上的电催化氧化行为，此外，还 考察了温度对二甲醚在两种催化剂上电催化氧化行为的影响。通过对实验结果的分析和 讨论，提出了二甲醚在两种催化剂上的双途径电催化氧化机理。实验结果表明温度能明 显提高两种催化剂的催化活性。肌r u b l a c k 对二甲醚的电催化氧化活性要高于p t b l a c k o 针对二甲醚气体的特点，自行设计制造了直接二甲醚燃料电池测试系统。利用电化 学交流阻抗法和电池性能曲线，考察了膜电极热压条件、阳极催化层n a t i o n 含量以及密 封支撑材料等对电池性能的影响，对比实验结果得出了最佳选择：在上述考察结果的基 础上，分别采用涂膏法、刷涂法、喷涂法以及薄层转压法制备了膜电极。利用s e m 观察 了催化层表面微观形貌，发现薄层转压法制得的催化层多孔结构最为均匀，对比四种膜 电极性能，发现薄层转压法最佳；利用自制电池测试系统考察了膜电极甲醇活化法、阳 极进料方式、阳极催化壳u 载量、阴极氧压力、工作温度对d d f c 性能的影响，结果表h 月 甲醇活化法能在较短的时间内将膜电极性能提高到最佳，液相进料好于气相进料，电池 性能随催化剂载量、氧气压力以及温度的升高而不断提高。 关键词：直接二甲醚燃科电池，电催化氧化机理，膜电极，电催化剂 a b s t r a c t d i r e c td i m e t h y le t h e rf u e lc e l l s d f c s ) i so n et y p eo fd i 嘲f u e lp e m f cw i 山 c h a r a c t e r i s t i c so fh j 【g he n e r g yd e n s i t y , n op o i s o na n dr i c hi ni 0 8 0 蝴i nt h i st h e s i s ，t h e m e c h a n i s mf o re l e c t r o e a t a l y t i co x i d a t i o no fd m ew a ss t u d i e db yt h em e t h o d so f e l e c t r o c h e m i s t r y n 忙p e - r f o m m c eo ff u e lc e l l sw a si m p r o v e da r e ro p t u n i z i n gt h es t r u c t u r eo f m e a sa n d o p e r a t i n gc o n d i t i o n so f c e l l s n l ee l e c 灯o - o x i d a t i o no fd m ew a ss t u d i e db yu s i n gc y c l i cv o l t a m m o g r a m s s t r i p p i n g v o l l a m m o g r a m sa n dc h r o n o a m p e r o g r a m s n 坨e f f e c t so ft e m p e r a t u r eo i ld e c t r o - o x i d a t i o no f d 匝w e r ea l s o i n v e s t i g a t e d f r o m r e s u l to b t a i n e d t h e d u a l - p a t h m e c h a n i s m sf o r e l e c t r o - o x i d a t i o no fd m ea tp ta n dp t - r uw e r ep r e s e n t e d ，w h i c hc o u l de x p l a i nt h ep r o c e s sf o r e l e c t r o - o x i d a t i o no fd 哐t h er e s u l ta l s os h o w e dt h a ta c t i v a t i o no fc a t a l y s t si n c r e a s e d o b v i o u s l yw i t hi n c r e a s i n gt e m p e r a t u r ea n da c t i v a t i o no f 蹦u 嘲b e t t e rt h a nt h a to fp t e l e c t r o - o x i d a t i o no f d m 瞳 a c c o r d i n gt ot h ep r o p e r t i e so f d m e , as e t u pf o rd d f ch a sb e e nf a b r i c a t e d t h ee f f e c t so f s e v e r a le l e m e n t ss u c ha ss t r u c t u r eo fm e a s , h o t - p r e s s i n gc o n d i t i o n sa n ds e a l e dm a t e r i a l so n p 晌m 麟o f f u e lc e i l sw e t ei n v e s t i g a t e db ym e t h o d so f v - p o l a r i z a t i o na n da ci m p e d a n c e s p e c t r o s c o p y , a n dt h eb e s tc h o o s e sw e r em a d ew i t ht h er e s u l t f o u rk i n d so f m e a si nd i f f e r e n t p r e p 锄a t i o nm e t h o d sw 饿e o m p m z li n t h e i rs t l f o j c em i c r o t o p o g r a p h yb ys e ma n dp e r f o r m a n c e m e 舡m a d ei n d e c a lm e t h o d s h o w e dt h eb e s tp e r f o r m a n c ea n dh o m o g e n e o u sp o r o u ss n r f a t 3 e m i c r o t o p o g r a p h y m e t h a n o lm e t h o do fm e a sc o n d i t i o n i n gw a su t i l i z e dt om a x i m i z et h ec e l t p e r f o r n m c e ，a n dt h er e s u l ts h o w e dm e a sc o u l do b t a i nt h eb e s tp o r f o r m a n c ci ns h o r tt i m e e f f e c t so ff e e d - i nm e t h o d s , p t - r ul o a d i n g ，o x y g e np r e s s u r ea n do p e r a t i n g - t c m p c r a t u r eo n p o r f o m m c eo fd d f cw e r ea l s oi n v e s t i g a t e d t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tp e r f o m l a i a c ew a s e n h a n c e dw i t hi n c r e a s ei nr e l e v a n tp a r a m e t e r s k e yw o r d s ：d i r e c td i r a e t h y l e t h e rf u e l c e l l ，m e d m n i s mo fe l e c t r o c a t a l y s i s ，m e a , e l e c t r o - c a t a l y s t 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：蜴 时间：刃。7 年石月舌日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发 表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：狄豸 导师签名：李当身 时间：弘刁年厂月日 时间：劲。7 年占月多日 山东理t 人学形ti 学位论文 第一章文献综述 1 1 燃料电池概述 第一章文献综述 资源短缺与环境污染已成为制约现代社会发展的两大障碍，为了解决这两个难题人 们从上世纪就开始了新型清洁能源的探索和研究。质子交换膜燃料电池( p r o t o ne x c h a n g e m e m b r a n ef u e lc e l l 简称p 唧) 因具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、 操作方便、高能量转化效率、对环境友好等优点而备受世人关注i l l 。2 0 世纪6 0 年代中期， 美国杜邦公司研制出的全氟磺酸膜，使得p e m f c 在性能上获得很大的突破，寿命得以延 长1 2 j ，然而p e m f c 的进一步发展却受到了缺乏氢源的制约。目i i 正在开发的燃料重整制 氢以及储氢材料，无论是从技术角度还是从经济角度来讲都还不能满足实际使用的要求。 在p e 加f c 基础上，人们又开发了采用甲醇等有机小分子作为燃料的燃料电池。其中 以直接甲醇燃料电池( d i r e c tm e t h a n o lf u e lc e l l 简称d m f c ) 的研究最为广泛。与氢气 相比，甲醇在室温下是液体，容易贮存，具有能量密度高且来源广泛等优点。但对于d m f c 来说，甲醇较强的毒性，阳极氧化迟缓及由于甲醇渗透所引起的阴极性能衰减也在很大 程度上限制了甲醇燃料电池的发展。其它有机小分子燃料电池的研究可大致以分子中有 无c c 键划分为两类。含c - c 键的有机小分子，如乙醇即l ，电催化氧化过程比较复杂，尤 其存在c - c 键很难被催化氧化的问题。分子中无c c 键的有机小分子主要存在两方面的问 题，其一是，中间产物为甲醇和甲醛，如二甲氧基甲烷( d m m ) 、三甲氧基甲烷( n n d ) 、 三嗯唑等( t r i o x a n e ) 【6 ”，存在与d m f c 同样的燃料渗透问题。其二是，能量密度低，毒 性大，如甲酸、甲醛等【8 9 j 。鉴于氢气、甲醇以及其它有机小分子在使用过程中遇到的技 术障碍和安全方面的问题，人们提出了以二甲醚( d m e ) 作为燃料的直接二甲醚燃料电 池( d i r e c td i m e t h y le t h e rf u e lc e l l s 简称，d d f c ) 。 1 2 二甲醚的物理及化学性质 二甲醚分子中不存在c c 键，易被氧化。其分子为对称结构。偶极距较小，能有效降 低二甲醚与h 3 + o 之间的结合，减少电拖曳造成的燃料渗透。由表1 1 可知它在0 5 i m p a 左 右即可液化，熔点为一1 4 1 5 c ，沸点为- 2 4 9 c ，气体相对密度1 6 1 7 ( 空气为1 ) ，液体相 对密度0 6 6 1 ( 2 0 ) ，无毒。由于其特性与丙烷类似，所以丙烷运输中的基础设施都可直 接为二甲醚所用。此外。二甲醚的生产原料来源广泛，既可用煤作原料，也可用天然气、 生物质、石油等作原料。综上所述，二甲醚易于氧化，无毒，是一种比较理想的电池燃 料。 山东理t 大学硕i ：学位论文 第一章文献综述 目前，二甲醚已经在化工和医药行业中被广泛用作甲基化试剂、气雾剂、致冷剂、 有机合成原料以及重整制氢原料1 。作为电池燃料已有被用于固体氧化物燃料电池的报 道1 1 2 吼 表1 - 1d 眶与其它燃料的性质比较 t a b l e 1 - i t h ep r o p e r t i e so f d m ea n do t h e rf u e l s 1 3 二甲醚电催化氧化的研究进展 1 3 1 二甲醚电催化氧化机理的研究 目前，国内外研究者已经提出了几种不同的二甲醚( d m e ) 电催化氧化机理。m u i l e r 等1 1 4 1 首先在甲醇电氧化机理的基础上提出了二甲醚的电化学氧化机理。他们认为二甲醚 电氧化开始于低电位下二甲醚分子在p t 活性位上的吸附，吸附的p t c _ o - c h 3 随后水解出 p t - c o h 和c h 3 0 h 分子。m u l l e r 等在d d f c 阳极出口仅检测到了c h 3 0 h 和c 0 2 ，这与其他 研究者对d d f c 阳极产物的检测结果不一致。尹鸽平等i l5 l 在阳极产物中检测到了甲醛和 少量来知物：t a s u t a s u m i 等0 6 1 则在电池阳极产物中发现t c h o o h 。虽然实验结果不同， 但上述两组研究者提出了类似的d m e 反应机理。他们认为二甲醚分子中每个碳原子的吸 附均需要2 个p t 活性位，即d m e 首先在p c 上吸附形成了p t 2 - c h o - c h 吸附物，随后该吸 附物在活性水分子的攻击下产生p t c o h ，继而形成p t c o ，之后经两种反应途径生成反 应的最终产物c 0 2 和其它有机小分子。此外，i t s u k om i z u t a n i 等i l ”在电池阳极产物中检测 到了甲酸甲酯和甲醇。他们根据甲酸甲酯和甲醇含量与氧化电流密度的关系，得出甲酸 甲酯与二甲醚的电催化氧化密切相关，它应该是d m e 电氧化反应的副产物，而甲醇只是 d m e 的水解产物。 对照二甲醚的循环伏安曲线( 图1 1 ) ，除m u l l e t 等的机理外，其它三种机理都能很 好地解释双峰现象，即二甲醚在p t 催化剂上的每一个电氧化途径分别对应于一个氧化峰。 一般认为由二甲醚吸附物氧化生成c h o o h 或c h o h 等有机小分子时，产生的氧化电流峰 p o t e n f i a l n ( v sr h e ) 图1 1 二甲醚在铂电极上的电化学氧化c v 曲线 f i 9 1 1c v si nd m es o l u t i o no np tb l a c k 对应于低电位处的氧化峰，而产成c 0 2 的氧化电流峰对应于高电位处氧化峰。从上述机理 看，甲醛、甲酸的产生以及甲酸甲酯的形成都涉及p t - c o 或p t - c o h 。据文献报道呱1 9 1 ， 阼c o 或n - c o h 的吸附生成电位要低于0 3 v ，高电位下它们的电化学活性很强，会直接 氧化产生c 0 2 ，而不可能氧化产生其它有机小分子。所以，上述三种有机小分子产生的电 位应该较低。此外，根据k e r a n g a e v e n | 1 9 j 等的二甲醚溶出实验，溶出峰( o 8 v ) 仅与二 甲醚电氧化吸附物有关，因此低电位处氧化峰( o 7 v 左右) 是否对应这些有机小分子的 产生还需进一步进行研究确定。 k e r a n g a e v e n 等【1 9 1 利用原位红外反射光谱技术研究了二甲醚电氧化过程中的吸附物 种，发现在多晶态p t 上即存在直线型c o l ( 2 0 5 0 c m 1 ) 吸附中间体，也存在桥式c o b ( 1 9 5 0 锄 1 ) 吸附中间体，此外，还发现存在h c o o 缱( 1 7 0 2c m l ) 吸附物种。结合电 化学实验结果，他们认为低电位下( 如5 5 v ) ，d m e 分子在p t 上吸附产生p t c h o 或 p t - c o ，随后在非活性水参与下反应生成c h o o h 或c 0 2 。高电位( o 5 5 v ) 下水分子被 活化并在p t 上形成含氧活性物质阼o h ，发生如下两个反应： c 凯+ o h 础寸c 0 2 + 2 h + + 2 e 一( f i r s t ( 1 一1 ) a n dc o m + o h “c o ! + h + e ( s e c o n d p e a k ) 1 - 2 ) 反应l 、2 分别对应于二甲醚的两个氧化峰。由两个氧化峰所处的电位范围( _ - 2 0 7 v ) 以及二甲醚溶出峰电位( o ，8 v ) 来看，上述解释是合理的。但对两种吸附反应物电化学 3 山东理t 人学硕 + 学位论文 第一帚文献综述 活性强弱关系，研究者并没说明，而且反应( 1 ) 为2 电子过程，反应( 2 ) 为l 电子过程， 两个反应的难易程度也难以确定，因此，上述两反应与双氧化峰之间的对应关系还有待 考察。 综上所述，二甲醚的电化学氧化过程是一个多途径反应过程。研究者之自j 的分歧主 要是二甲醚分子在p t 电极上的吸附方式以及电催化氧化副产物。这些分歧的产生首先应 归因于实验设备及实验条件的差异，比如说实验所用多晶态p t 电极的预处理及其粗糙度 的差异，实验所用电解质及其浓度的差异等。此外，二甲醚本身复杂的电催化氧化过程 也是研究者得出不同实验结果的重要原因。 1 3 2 ：甲醚电催化氧化研究中的测试方法 对有机小分子的电化学氧化机理的研究，除了上述几位研究者所采用的循环伏安和 气相色谱方法外，超高真空( u h v ) 条件下的热解质谱( t h e r m a l - d e s o r p t i o nm s ) 刚、 微分电化学质谱( d e m s ) 1 2 l j 、红外光谱以及原位红外反射光谱技术( i ns i t ui n f r a r e d r e f l e c t a n c es p e c t r o s c o p y ) t o l 也是非常有效的实验方法。上述四种方法主要用来检测有 机小分子电化学氧化过程中在p t 电极表面产生的吸附分子，对精确确定反应所经历的过 程有着重要的意义。 1 4 直接二甲醚燃料电池工作原理 直接二甲醚燃料电池( d d f c ) 是直接将储存于燃料二甲醚和氧气的化学能转化为 电能的一种电化学反应装置，工作原理如图l t 2 所示。其特点是结构简单，理论比能量 高，燃料无毒且来源广泛等。电池电极反应如下所示： 阳极反应； c h ，o c h ，+ 3 h ，0 2 c d ，+ 1 2 + + 1 2 e 一 ( 1 - 3 ) 阴极反应： 3 a + 1 2 h + + 1 2 p 一6 h ，0 ( 1 4 ) 电池总反应： c h ，o c h ，+ 3 h ，0 + 3 0 , _ 6 h ，0 + 2 c 0 ， ( 1 - 5 ) 从电极的反应方程式( 1 - 3 ) 可以看出，i m o l 二甲醚完全氧化时需要3 m o l 的水，反应过 程中需要水的量远高于甲醇和氢气，所以，阳极的增湿情况是决定d d f c 性能好坏的关 键。二甲醚被完全电氧化过程的电子转移数为1 2 m o l ，是甲醇的2 倍，氢气的6 倍，所 以它的理论比能量要高于后两者。 通过热力学手册【lo l 可查得相关数据并计算出二甲醚完全氧化为二氧化碳和水时的标 准o i b b s 自由能。若反应生成液态水则反应g - - - - 1 3 8 7 7 2 1 0 ，反应生成气态水则g = 一1 3 6 1 8 3k j 。由e = 一a g n f ，即可得出d d f c 理论电动势为& = 1 1 7 6 v 或e j = 1 1 9 9 v 。 这与d m f c 的理论电动势1 1 8 3 v ，以及p e m f c 的理论电动势1 2 2 9 v 相当。实际操作 中，d d f c 开路电压要高于d m f c 。这主要是二甲醚由电池阳极渗透到阴极的量很少， 负载 图1 ，2 直接二甲醚燃料电池工作原理 f i g a 2p r i n e l p l e so fd d f c 有效减少了阴极性能衰减的结果。另外，通过计算得出d d f c 热力学效率为岛= 9 5 ( 生 成液态水) 或f i 0 2 5 0 o ( 生成气态水) ，大致与d m f c 相等。 1 5 直接二甲醚燃料电池的研究进展 1 5 1i ) 1 ) f e 中应用的催化剂 d d f c 的研究过程中，研究者大都采用商品化的p t - r u 和p t 作为电池阴、阳极催化剂。 j hy u 等 2 2 1 人发现采用p t r ub l a c k 作为阳极催化剂在8 0 获得的电池性能好于p t b l a c k 。s a t o r uu e d a 等1 2 5 1 和k e r a n g u e v e n 等田】也在类似实验条件下得出了相同的结论。与 d m f c 一样1 2 6 ，这一现象归因于p t r u 二元合金的双功能机制，即r u 能在较低的电位下 使水分子活化，为d m e 的氧化提供丰富的含氧活性物。与j hy u 等不同，k e r a n g u e v e n 等发现电池的开路电压并没有因p t - r u 催化剂的使用而明显升高。他们认为这可能是由 于d m e 电催化氧化过程中p t - r u 合金的另一种作用机制“配体效应”没起作用导致的。 k e r a n g u e v e n 等、h a r a g u e h i 等田j 以及m e n c h 等 2 4 1 在实验中还发现采用p t - r u 催化剂的电 池性能在大电流密度放电时会出现急剧下降，即使改变电池操作条件也不能消除这一现 象。通过二甲醚电催化氧化机理的讨论，我们知道d m e 的氧化需要若干相邻的p t 吸附 位，而r u 的加入减少了p t 吸附位，即减少了d m e 在p t 上的反应机会，大电流放电时 山东理t 火# 顾l 学位论殳 第一币文献综述 p l 吸附位的减少限制了d m e 氧化，电池性能因此急剧降低。k e r a n g u e v e n 等通过对比不 同r u 含量催化剂的使用结果发现，催化齐| j 中r r u 含量越高，电池性能开始急剧降低的电 压就越高，这说明催化剂中r u 元素的加入确实对电池性能存在影响。 除了采用已商品化的催化剂外，研究者也尝试了其它合金催化剂。j hy u 等田i 尝试 用5 0 阼p d 作阳极催化剂，结果发现电池性能很低。仅为7 m w c m 2 。赵静等研究了陬s n c 对d m e 的电催化活性，发现其活性要高于单一的p t ，但略差于p t r u t 2 s 。k e r a n g u e v e n 等 考察了p t - s 们作为电池阳极催化剂的性能【笠】，实验发现，低电流密度( = m o 山东理_ t 人学顾- j j 学位论文 第州章直接_ 二甲醚燃料电池放电件能考察 ；一 j l i ) h激与-j薯-一 图4 ，3 是电极活化不同时间段后的阳极溶出曲线。由图可知，活化对阳极催化活性 面积影响很大，峰电荷密度由2 0 4 2 m c 幻n 2 增加至2 6 3 4 m c c r n 2 。溶出峰电流则由 2 9 4 m a e m 2 增加至4 3 1 m a e m 2 ，说明随着活化时间的增加，催化剂催化活性也得到了不 断的提高。 p o t e n t i a l n ( v s o h e ) 图4 3 电池活化过程中的甲醇溶出伏安曲线，扫速2 0 m v s 。 f i g 4 3m e t h a n o ls t r i p p i n gv o l t a m m o g r a m sd u r i n gc o n d i t i o n i n g , s c a nr a t e ：2 0 m s 山东理_ 亡大学硕卜肇位论文 第州章直接一i i 醚燃料电池放屯件能考察 图4 4 给出的是活化过程中电泡阴极的循环伏安曲线。从图4 4 可以看出随活化时问 的增加，阴极氢的吸脱附峰面积变大。这表明活化过程中通过电渗作用到达电池阴极的 水和阴极反应产生的水使阴极侧n a t i o n 聚合物得到了充分润湿，有效地增加了阴极的三 相反应界面。 p o t e n t i a l v ( v s d h e ) 图4 4 电池活化过程中阴极催化层的循环伏安曲线，扫速2 0 m v s 。 f i g 4 4c v s o fc a t h o d ec a t a l y s tl a y e ra tl o m i na n d4 hd u r i n ga c t i v a t i o n ， s c a nr a t e ：2 0 m n | s 综合以上对电池活化过程的电化学检测结果，电池性能提高的应该是由以下三方面 原因造成的。一方面，甲醇溶液的大量水分予能使n a t i o n 膜和分布在催化层中的n a t i o n 聚合物被充分润湿，降低质子的传导阻力；另一方面，电池在恒电流密度5 0 m a c m 2 条 件下放电，会产生c 0 2 气体，c 0 2 的排出过程对疏通催化层的物料传输通道，增加催化 层孔隙率有一定作用，有利于提高电池物料的传输和反应效率；第三方面，活化过程改 变了电极催化层微观结构，增加了阴阳极催化活性氲积，提高了膜电极活性。本章制备 的电池，在放电性能测试前均已经过甲醇活化。 4 2 2 阳极进科方式对电池性能的影响 由于二甲醚常温下为气态，所以以气相的方式供给燃料更简单易行一些。实验考察 了不同进料方式对电池性能的影响，实验结果如图4 5 所示，电池温度控制在i o t c 。由 图可知气相进料方式在小电流密度放电条件下，性能要优于液相方式，但随着放电电流 密度的增加，电池性能突然降低，以致无法放电。这种现象可以从直接二甲醚燃料电池 的阳极反应给出解释。l m o l 二甲醚完全电氧化过程中需要3 m o l 水参与，对于液相进料 山东理t 大学硕卜学位论文 第四章宜接二甲醚燃料电池放电性能考察 方式，溶液有充足的水供阳极反应所需和电解质膜的润湿，因此电池放电稳定。对于气 相迸料方式，采用的是鼓泡增湿，随着放电电流密度的增加，阳极反应需水量增大，增 湿水量相对不足，阳极出现缺水现象，膜电极质子电导率降低，电池性能急剧降低。 c u r r e n td e n s i t y m n c m 2 圈4 5 阳极进料方式对电池性能的影响 f i 晷4 5e f f e c to ff u e lp h a s e so np e r f o r m a n c eo fd d f c p t - r ul o a d i n g ： 2 3 m g e m 2 ，p tl o a d i n g ：l = 3 m g c m z , 0 2p r e s s u r e ：o 3 5 m p a ，t e m p e r a t u r e o f c e l h1 0 7 4 2 3 阳极催化剂载量对电池性能的影响 c u r r e n td e n s i t y ( m n c m 2 ) 图4 6 阳极催化剂载量对电池性麓的影响 f i g 4 6e f f e c to fa n o d ep t - r ul o a d i n go l lp e r f o r m a n c eo fd d f c ， p tl o a d i n g ：1 2m g c m 2 , 0 2p r e s s u r e ：3 0 m p a ，c e l lt e m p e r a t u r e ：9 0 1 2 5 0 oo耍一o，、1190 ，aoa=o，、|19q 山东理t 人学硕 学位论盅=笫p u 辛直接_ 二甲醚燃抖乜池放u 忡能哥檠 阳极催化剂载量对电池性能的影响如图4 6 所示，电池阴极催化剂载量为1 3 m g c m 2 ， 电池阳极采用液相迸科。由图可知，直接二甲醚燃料电池性能随催化剂载量的增加不断 上升。从宏观角度看，催化剂载量的增加即催化层厚度的增加，从微观角度看催化剂载 量的增加即催化层活