光辅助直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展

作     者：方峣 刘雷 高志华 黄伟 左志军 FANG Yao;LIU Lei;GAO Zhihua;HUANG Wei;ZUO Zhijun

作者机构：太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第5期

页      面：2611-2628页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0808[工学-电气工程] 070207[理学-光学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 081705[工学-工业催化] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(22078214,U1910202) 山西省科技创新人才团队专项资金(202204051001009) 中央引导地方科技发展资金(YDZJSX2022A013,YDZJSX20231A023) 

主　　题：光辅助直接甲醇燃料电池 甲醇氧化 光化学 电化学 催化剂 

摘      要：直接甲醇燃料电池(DMFCs)因其能够在较低工作温度下提供清洁、可持续能源方面的潜力而备受关注,但阳极缓慢的甲醇氧化反应(MOR)限制了其商业化应用。光辅助直接甲醇燃料电池(PMFCs)能利用光电耦合机制加速MOR过程,实现甲醇的化学能高效转化为电能,为开发高效、可持续的能源转换系统带来了巨大希望。本文首先简要回顾了PMFCs的背景、意义和在能源研究中的价值。从PMFCs的基本结构组成和酸碱介质下甲醇光电催化氧化的基本路径出发,总结了PMFCs阳极光电催化剂的研究进展。重点针对不同类型的PMFCs阳极光电催化剂,讨论光辅助下的MOR增强机制,如催化剂的尺寸效应、晶面效应、吸光性能、导电性以及表面等离激元共振(SPR)效应等方面的影响。PMFCs未来需要重点关注的研究方向是深入理解PMFCs的光电耦合机制和PMFCs阳极催化剂的构效关系,以及解决实际二电极系统下PMFCs光阳极的设计问题。