自组装制备直接甲醇燃料电池膜电极的研究

甲醇对质子交换膜的渗透、阳极催化速度慢和催化剂中毒是制约直接甲醇燃料电池进一步发展的关键。在以前的研究中我们发现在质子交换膜上自组装阳离子化合物修饰的金属纳米粒子可以大幅度降低甲醇对膜的渗透能力。此外，酞菁类化合物本身具有一定的对甲醇的催化能力，而且其对铂的修饰可以提高铂金属的抗毒性能。因此，本项目以催化剂纳米颗粒的修饰和在膜上的自组装为主线，通过阳离子修饰纳米金属颗粒、酞菁类化合物修饰纳米催化剂和质子传导树脂的多层自组装来制备膜电极，实现减少甲醇渗透、提高阳极催化速度和改善催化剂的抗CO中毒能力，同时对自组装膜的抗甲醇渗透机制、酞菁类化合物修饰Pt催化剂的复合催化与抗CO保护机制、自组装行为与结构等内容进行比较深入的探索。研究结果将会对甲醇对聚电解质膜的渗透机制以及解决方案、多尺度复合催化、聚合物-Pt基复合催化剂差异电位对Pt基复合催化剂的保护产生新的认识。