《表1 Pt-Ru纳米粒子的尺寸, Pt-Ru/碳气凝胶纳米复合材料的比表面积和孔隙[24]》

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《碳气凝胶在电化学领域中的应用研究进展》

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燃料电池是一种清洁高效的电化学发电装置[22]，它通过燃料与氧化剂之间的电化学反应将化学能直接转换成电能，而在转换过程中，催化剂起着至关重要的作用。碳气凝胶及其复合材料因具有比表面积大、电化学性能稳定以及导电性等特点，在燃料电池中主要被作为电催化剂的载体或直接作为电催化剂。Alatalo等[23]以生物质（葡萄糖或纤维素）为碳源，大豆蛋白为氮源来制备氮掺杂多孔碳气凝胶，经过热处理活化后，其孔隙率和电导率均显著提高，测试发现该材料具有优良的氧化还原反应催化活性。该小组对这种材料进行铂浸渍后发现其电化学性能进一步提高，既具有铂催化剂快速迁移电子的能力，又具有碳材料限制电流密度的特点。但如今双金属浸渍碳气凝胶电催化剂凭借优异的双机理功能已逐渐取代了单一的铂浸渍碳气凝胶电催化剂，被广泛应用于直接甲醇燃料电池（DMFC）。Fort等[24]将Ru（AcAc）3和H2PtCl6作为金属前驱体，通过浸渍法将Pt-Ru纳米粒子浸渍到碳气凝胶内并对其形态结构进行表征，不同Pt-Ru纳米粒子比例下该材料的测试结果如表1所示。材料的比表面积最高为843m2/g，循环伏安法测试表明Pt-Ru为6%的电催化剂表现出最佳的甲醇氧化还原效率。该小组之后又制备了Pt-Ru/碳气凝胶催化电极，发现（Pt-Ru，10%）/CA535催化电极具有最高的电流灵敏度（12.5+/-0.8 mA/ （mol/L）） ，且其最大电流密度可达153.1mA/cm2，实际电势也高达600mV。