提高直接硼氢化物燃料电池储氢合金催化剂活性的方法

(一)技术领域

本发明涉及改善直接硼氢化物燃料电池储氢合金阳极性能的方法，具体地说是一种用酸处理提高直接硼氢化物燃料电池储氢合金阳极催化性能的方法。

(二)背景技术

直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是以硼氢化物为阳极的燃料电池，NaBH₄是含氢量很高(11wt.％)的储氢材料，理论上NaBH₄的直接电氧化可为8e反应，有很高的能量密度(比能量为9300Wh/kg)、比容量(5668Ah/kg)和电池电压(阴极为O₂时1.64V)；NaBH₄不易燃、毒性低(除非吞食，否则无害)、不产生CO₂，理论上NaBH₄可以使用非铂催化剂；NaBH₄溶液能充当热交换介质来冷却电池而无须额外的冷却板；水的电渗拖曳可用做阴极反应物，而无须象氢气那样需要润湿。这些特性对于燃料电池的设计和组装是非常有益的。NaBH₄电氧化催化剂主要分为两大类，一类是Pt、Pd、Au、Ir、Os和Ag等贵金属，其中Pt的电催化活性最高，但也易于发生NaBH₄的水解反应；Au能发生近8e反应，但其反应活性低。另一类为为储氢合金，Choudhury等人对比研究了AB₅型和AB₂型储氢合金对NaBH₄的催化性能，结果表明储氢合金的催化活性小，明显低于贵金属。可参阅王贵领，兰剑，曹殿学等，直接NaBH₄-H₂O₂燃料电池的研究进展，化工学报，2008，159(4)：805-813，以及Choudhury N A，Raman R K，Sampath S，等人，An alkalinedirect borohydride fuel cell with hydrogen peroxide as oxidant.Journalof Power Sources，2005，143：1-8。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能加大储氢合金催化剂对硼氢化物的电化学氧化性能，提高硼氢化物的电化学反应性能的提高直接硼氢化物燃料电池储氢合金催化剂活性的方法。

本发明的目的是这样实现的：

按照酸与储氢合金的体积比为2：1，将储氢合金在酸中浸泡2～4小时，碱的浓度为1～2M。

所述的碱是HCl、H₂SO₄、HNO₃、HF或它们的混合物。

所述的储氢合金是AB₅型储氢合金、AB₂型储氢合金或它们的混合物。

本发明提出了一种用酸处理提高直接硼氢化物燃料电池储氢合金阳极催化性能的方法，酸处理克服了现有储氢合金阳极催化剂比表面小、电活性低等缺点，解决了硼氢化物燃料阳极放电电流小的问题。其特征在于储氢合金在使用前用酸进行处理，从而增大了储氢合金催化剂对硼氢化物的电氧化性能。本发明的实质是在直接硼氢化物燃料电池储氢合金阳极催化剂的基础上，通过预先对储氢合金进行酸处理，加大了储氢合金催化剂对硼氢化物的电化学氧化性能，提高了硼氢化物的电化学反应性能。

本发明的优点在于采用酸处理储氢合金催化剂，酸处理能溶解储氢合金表面的氧化物，使其比表面积增大，更有利于储氢合金与硼氢化物的接触和氢的吸附。因而能显著提高储氢合极催化剂对硼氢化物的电化学氧化性能。