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直接硼氢化钠燃料电池作为一种高开路电压、高比能量密度的新型燃料电池，从2000年以后研究才得到了发展。然而，由于其阳极不完全电氧化反应生成大量氢气，大大减小了原料的利用效率并且增加了电池系统的安全隐患；除此之外，贵金属催化剂的大量使用又大大增加了电池商业化的成本。为此，本文系统地考察了直接硼氢化钠燃料电池的操作条件，并首次引入光化学沉积方法制备了高效率，低贵金属载量的新型阳极催化剂并引入理论模型加以解释：
1、以Pt/C为阳极催化剂对直接硼氢化钠电池的系统性研究本文采用商用Pt/C作为阳极催化剂进行了单电池的表征测试。考察了不同温度、不同浓度、不同Nafion膜对于电池放电性能的影响并且考察了电池的短期耐久性测试。实验结果表明：电池的开路电压随温度的升高而升高；当阳极NaBH4浓度过高时，会使电池的最大功率密度和开路大为降低，这主要是由于高浓度NaBH4渗透和水解造成的；电池的开路及最大功率密度均随阴极的流速及浓度的提高而增大。对于不同Nafion膜组成的电池，可以看出Nafion117比Nafion112开路电压高，而高电流密度放电下Nafion112性能较好，这说明膜电导和NaBH4渗透同时影响电池的性能。
2、新型的直接硼氢化钠燃料电池阳极催化剂的研究本文首次采用光化学沉积的方法合成纳米的Au/TiO2复合材料，得到的样品进行了XRD，TEM。XPS表征。该复合纳米材料的Au纳米粒子粒径约为5nm，分散于多晶TiO2的表面。采用Au/TiO2作为阳极催化剂在超低载量0.03mg/cm2下达到接近商用Pt/C(1mg/cm2)的放电性能。同时对反应生成氢气进行收集分析，Au/TiO2达到了6电子转移且氢气产生仅为Pt/C的十分之一。提出了Au/TiO2之间的相互作用对电催化机理的影响，发现了Au/TiO2是一种良好的抑制硼氢化钠水解的催化剂。同时，其性能及耐久性也比采用过量掺杂达到相同超低载量的商用Au/C催化剂优越。