pd基二元合金比与其电催化还原H2O2性能关系的研究(2)
直接硼氢化钠-双氧水燃料电池（DBHFC）是一种用NaBH4作为燃料，以H2O2作为氧化剂的发电装置，是近年来发展起来的新型燃料电池，与传统的氢氧质子交换膜燃料电池不同的是它具有高开路电压和高能量密度，阳极反应动力学快，燃料具有更易储存和运输的特点，更能应用于水下以及太空等特殊环境，因此也备受人们的关注[5]。但是对于这类燃料电池而言，迄今为止，主要还是采用的碳负载贵金属（例如Pd、Pt）作为其阴极的催化剂，然而贵金属这类催化剂，虽然具有良好的催化性能，但是其价格相对昂贵，资源也相对的匮乏，同时也存在一定的其它方面的局限，因为其在阴极的还原催化的反应的过程中会造成了H2O2的分解，很大程度上降低了H2O2的利用率。因此，为了减少贵金属作为催化剂的使用量，可以尝试使用贵金属与非贵金属形成合金催化剂，达到相同的催化效果，来降低催化剂的价格，因此此类研究成为了必然趋势。
1.2 燃料电池的概述
燃料电池(FC)是继火力、水力和核能之后的第四种发电方式，其特点是高效、清洁、低噪音、负载能力强，无论在军用还是民用方面都有着广泛的应用前景[6]。
化学与电结缘大约在距今200年的18世纪～19世纪。电池通过化学反应产生电流与通过化学反应使电流输送电能这两件事几乎是同步进行的。燃料电池的基本设想是在19 世纪初，由电化学创始人英国人戴文提出的。之后由英国人格拉夫在1839 年就证实了戴文的想法，并且发明了最早的氢-氧燃料电池。氢氧燃料电池在反应过程中只排放水，不排放污染空气的CO、CO2、氮氧化物、臭氧以及碳(烟)等固体废弃物，所以对环境非常友好，可以有效的解决环境污染的问题。在那之后燃料电池的概念已经几乎被人们完全遗忘了，直到1970 年左右，从前的对于燃料电池概念的记忆被再次唤醒，它首先被用在双子星座号宇宙飞船上。在以氢气为燃料的电池中进行氢气和氧气化合生成水的反应，一方面可以向飞船提供反应产生的电能，另一方面反应的产物——水还可以被收集起来，提供给宇航员饮用，起到了一举两得的作用。同一时期，也有人尝试在一些办公大楼里使用大型氢氧燃料电池供电。到了90年代，人们开始考虑将燃料电池用于汽车, 把内燃机汽车改为电动汽车。伴随着在运输工具上装配燃料电池的设计的不断增多，飞机、大巴、摩托车、电动自行车等，都开始尝试装配燃料电池。车载燃料电池虽然很火热，但是它也存在很多问题，最简单的就是储氢问题，汽车不可能携带大型的储氢设备，所以储氢材料也是目前研究的热点，现阶段多以稀土与过渡金属合金为主，以及汽车的充电与文修费用昂贵等问题。随着时间的推移,手机等移动设备成为人们生活必不可少的一部分，将微型燃料电池应用于手机、手提电脑机、摄像机、数码相机等等家用便携式电器成为发展的趋势,微型燃料电池不仅不需要充电,同时也不需要为充电花费时间；换一个燃料罐即可, 就像平常换节电池一样；燃料在燃料罐里有一定的存放时间，过期会导致变质作废，既简单又保险，而且燃料电池具有电流更稳定，电容量更高，对环境友好等特点。
燃料电池的研究，为将来能源问题提供了一个新的解决方案。与传统电池不同，燃料电池是通过阴阳两极不断进行电化学反应使反应物的化学能直接转化为电能，起到持续供电的效果，是一种高效、清洁的反应装置，因此成为新能源领域研究的热点。
1.3 直接硼氢化钠-双氧水燃料电池（DBHFC）
质子交换膜燃料电池(PEMFC) 吸引了国内外一大批研究人员开展这方面的研究工作，因为其起步的比较早，技术相对较为成熟，而且应用前景也相对较为广阔。但其在小型的可移动电源方面的应用存在一定的缺陷，原因是氢气的储存困难，便携性差以及氢气的可燃性等存在不足。为了弥补之前的燃料电池的不足，人们不断尝试寻找新型的燃料，其中以甲醇作为替代氢气的液体燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)受到了广泛的认可，然而甲醇氧化速度慢，甲醇渗透等问题一直没有彻底解决，使得DMFC商业化过程中遇到了很多阻力[7]，制约了DMFC的发展和应用。以硼氢化物为燃料的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)，由于具有较高的比能量和比容量、产物清洁无污染和燃料易于储存和运输等优点，被认为是一种很有发展潜力的燃料电池[8]。与醇类燃料相比，硼氢化物它的活性要远高于醇类燃料，而且如果采用双氧水作为氧化剂，整个反应将不依赖空气[9-10]。以H2O2为氧化剂时，比O2还原要容易，因为在阴极还原时过氧化氢只转移两个电子，所以可以获得更大的功率密度。在水下和航天方面应用燃料电池时，需要其产生较高的理论电压，而以过氧化氢作为氧化剂恰可以满足这一要求。
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