Please wait a minute...
欢迎访问《电化学(中英文)》期刊官方网站,今天是
图/表 详细信息
直接乙醇燃料电池阳极电催化剂的设计与优化:C-C键活化及C1途径选择性调控的研究进展与挑战
秦愷池, 霍孟田, 梁宇, 朱思远, 邢子豪, 常进法
电化学(中英文)    2025, 31 (8): 2515002-.   DOI:10.61558/2993-074X.3565
摘要   (11 HTML22 PDF(pc) (12678KB)(332)  

直接乙醇燃料电池作为传统能源的有前途替代方案,具有能量密度高、环境可持续性好和操作安全等优势。相较于直接甲醇燃料电池,直接乙醇燃料电池的毒性更低且制备工艺更成熟;与氢-氧燃料电池相比,直接乙醇燃料电池在储存运输可行性和成本效益方面表现更优,显著提升了商业化潜力。然而,乙醇分子中稳定的C-C键会形成高活化能垒,常导致电氧化不完全。目前商用的铂和钯基催化剂对C-C键的断裂效率低下(< 7.5%),严重制约了DEFCs的能量输出和功率密度。此外,催化剂成本高昂和活性不足进一步阻碍了其大规模商业化。近期DEFC阳极催化剂设计的进展主要集中在材料组分优化和催化机理阐释两方面。本综述系统梳理了过去五年乙醇电氧化催化剂的研发动态,重点探讨了提升C1路径选择性和C-C键活化的策略,包括:合金化设计、纳米结构工程、界面协同效应等,并深入分析总结了其作用机制。最后,我们提出了DEFC催化剂商业化面临的挑战与未来发展方向。



View image in article
Fig 8. (A) Schematic representation of different crystalline phases of Pd3Sn nanorod catalysts. (B) EOR free energy diagrams of Pd3Sn nanorod catalysts with different crystalline phases. Reproduced with permission of Ref. [95]. Copyright 2021, Wiley-VCH. (C) HAADF-STEM and TEM image, and HAADF-STEM-EDS elemental mappings of PdAg catalyst. Reproduced with permission of Ref. [96]. Copyright 2024, Elsevier. (D) DFT calculations for a-PdCu and c-PdCu catalysts. Reproduced with permission of Ref. [97]. Copyright 2022, American Chemical Society.
本文的其它图/表