Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp dmfc sử dụng vật liệu nano

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CN VIỆT NAM VIỆN VẬT LÝ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP (DMFC) SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS.TS NGUYỄN MẠNH TUẤN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2012 i ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu) NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP (DMFC) SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO CƠ QUAN QUẢN LÝ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 05/2012 ii TĨM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Năng lượng vấn đề quan tâm hàng đầu Đặc biệt nguồn lượng dầu mỏ ngày cạn kiệt giá tăng cao Việc tìm nguồn lượng bổ sung thay thế giới quan tâm sâu sắc Nổi bật nguồn lượng tái sinh, lượng thân thiện với môi trường Bên cạnh nguồn lượng gió, lượng mặt trời,… pin nhiên liệu coi nguồn lượng nhiều tiềm năng, có khả bổ xung quan trọng cho nguồn nhiên liệu cổ điển nhiên liệu hóa thạch Trong loại pin nhiên liệu, pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) có nhiều ưu điểm khả ứng dụng di động cho thiết bị dùng điện công suất vừa nhỏ có nhiệt độ làm việc thấp, hiệu suất cao, nhiên liệu rẻ tiền dễ tìm, cấu tạo đơn giản đặc biệt thân thiện với môi trường Pin nhiên liệu DMFC hoạt động khoảng nhiệt độ 30 – 130°C Do trực tiếp sử dụng nhiên liệu dạng lỏng (methanol) nên người ta quan tâm đến hệ thống pin nhiên liệu lý tưởng DMFC có nhiều ứng dụng rộng rãi, đặc biệt để cấp nguồn cho thiết bị điện tử công suất vừa nhỏ thiết bị di động Và dạng lượng có khả bước thay cho nguồn lượng dầu mỏ ngày cạn kiệt Những hướng nghiên cứu chủ yếu nhằm tăng hiệu suất pin DMFC cải thiện chất xúc tác điện cực màng trao đổi proton Trong đó, nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc tìm kiếm điều kiện xúc tác có khả làm tăng q trình oxy hóa methanol oxy hóa CO đồng thời làm giảm giá thành pin Nhiều chất xúc tác thử nghiệm chất xúc tác từ kim loại, oxit kim loại, hợp kim,… Qua nghiên cứu, người ta nhận thấy nhiều chất xúc tác kim loại quý khơng thuộc nhóm kim loại q sở Pt góp phần nâng cao hiệu suất pin DMFC Nhờ vào phát triển công nghệ nano, chất xúc tác có kích thước cấu trúc nano phân tán carbon chứng tỏ thành phần điện cực hiệu cho pin nhiên liệu dùng màng trao đổi proton, có DMFC Trong nội dung nghiên cứu đề tài này, đạt số kết sau: iii - Đã nghiên cứu, tổng hợp, phân tích lý thuyết xúc tác, chất xúc tác cho điện cực có cấu trúc nano phân tán carbon ứng dụng pin nhiên liệu dùng màng trao đổi proton, lý thuyết tổng quan pin nhiên liệu thực phép đo để xác định số đặc trưng điện cực - Đã chế tạo thành công hệ xúc tác điện cực đa thành phần carbon Vulcan PtRu/C xúc tác điện cực thành phần carbon vulcan Pt/C với kích thước hạt xác định từ – nanomet Hàm lượng xúc tác điện cực khoảng mg.cm-2 - Tiến hành lắp ráp pin nhiên liệu với nhiều yếu tố kết hợp, bước đầu cho đánh giá sơ hướng tương lai nghiên cứu pin nhiên liệu Việt Nam Các pin nhiên liệu thử nghiệm có mật độ dịng ngắn mạch Jsc=400 mA/cm2 hở mạch Voc=600 mV - Thực phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X, chụp ảnh dùng hiển vi điện tử quét (SEM), chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) lần tiến hành đo tuần hoàn khảo sát số đặc trưng chất xúc tác cho điện cực PtRu/C Pt/C Chất xúc tác tạo đạt kích thước nano khoảng – nm, kích thước lỗ xốp bề mặt carbon Vulcan khoảng nm – 50 nm, phân bố hạt carbon tương đối đồng Việc tăng thêm thành phần hợp kim dẫn đến giảm kích thước nano hạt xúc tác Kết làm tăng hiệu ứng nano chất xúc tác (hiệu ứng bề mặt, kích thước tới hạn) Qua cho thấy khả hoạt động pin tốt iv SUMMARY OF RESEARCH CONTENT Today energy is one of the most important issues of primary concern Especially due to the oil energy sources are becoming depleted and high cost Searching for additional and alternative energy sources being the world deeply concerned Most prominent are the sources of renewable energy, clean and environmentally friendly energy In addition to these new energy sources like wind, solar, fuel cell energy they are considered potential sources of energy, potentially important complement to the classic and fossil fuels For different kind of fuel cells (FC), direct methanol fuel cell (DMFC) has many advantages due to its mobile applications for mobile devices using small and medium capacity due to low working temperature, high performance, cheap and easy to find fuel, simple structure and especially environmentally friendly DMFC fuel cells operate in the temperature range 30-130°C Because it directly using liquid fuel (methanol) so people interested in it as a ideal fuel cell system DMFCs are more widely used, particularly to power electronic devices small and medium capacity and other mobile devices And this is also a form of clean energy can gradually replace oil energy sources are becoming depleted Further research is mainly present in order to increase the performance of DMFC is to improve the catalyst in the electrodes and proton exchange membrane (PEM) In particular, research focused on finding new catalytic conditions likely to increase the oxidation of methanol and CO oxidation while reducing the cost of the battery Many catalysts have been tested as catalysts of metal, metal oxides, alloys, Through research, we found that many catalysts are precious metals or nonprecious metals on the basis of Pt are contributing to improving DMFC performance Thanks to the development of nanotechnology, catalysts and sized nanostructures dispersed on the carbon component has proved to be the most effective electrodes for fuel cells using proton exchange membrane, including DMFC In the context of research on this topic, we have achieved some results as follows: - Studied, synthesis, analysis, theory of catalysis and catalysts for the electrodes with nanostructured carbon-based distributed applications in fuel cells v using proton exchange membrane, battery theoretical overview course materials as well as performing measurements to determine some basic characteristics of the electrodes - Have successfully fabricated multi-electrode catalytic systems based on carbon Vulcan component PtRu / C catalyst electrode and a carbon-based components Vulcan Pt / C with particle size determined from 4-8 nanometers Catalyst concentration on each electrode about mg.cm-2 - Successfully fuel cell assembly with a variety of factors combined, initially for the preliminary assessment of future fuel cell research in Vietnam The test fuel cell short circuit current density Jsc = 400 mA/cm2 and that open circuit voltage Voc = 600 mV - Implementation of the method X-ray diffraction analysis, imaging using scanning electron microscopy (SEM) imaging transmission electron microscopy (TEM) and the first measure that has been circulating a survey some characteristics of the catalyst for the PtRu electrode / C and Pt / C Catalyst to create nanoscale reached about 4-8 nm, pore size of carbon Vulcan surface about nm - 50 nm, the distribution of carbon-based particles were relatively uniform The additional component alloys leads to the reduction of nanoscale catalyst particles The result is to increase the effect of the nanocatalyst materials (as surface effect, the critical size) Which shows the battery's ability to function quite well vi MỤC LỤC Trang Tóm tắt đề tài/dự án (gồm tiếng Việt tiếng Anh) ii Mục lục iii Danh sách chữ viết tắt vi Danh sách bảng vi Danh sách hình vii Bảng tốn (giám định giai đoạn 1) x Bảng dự trù kinh phí giai đoạn II (dành cho báo cáo giám xi định) PHẦN MỞ ĐẦU xii Tên đề tài/dự án: Chủ nhiệm đề tài/dự án: Cơ quan chủ trì: Thời gian thực hiện: Kinh phí duyệt: Kinh phí cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / xii Mục tiêu xii Nội dung xii 3.1 Nội dung thực (đối chiếu với hợp đồng ký) xiii Sản phẩm đề tài/dự án xiv CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5.1 1.5.2 1.6 1.7 1.7.1 Lịch sử Pin nhiên liệu Đặc điểm chung Pin nhiên liệu Một số Ưu – Nhược điểm Pin nhiên liệu Pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) Hoạt động DMFC Các phản ứng tổng quát DMFC Chất xúc tác chế xúc tác DMFC Cấu trúc DMFC Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất DMFC Diện tích bề mặt khối lượng kim loại vii 10 13 19 23 23 1.7.2 1.7.3 1.7.4 1.7.5 1.7.6 1.7.7 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 1.9 Nền carbon cho chất xúc tác Các phương pháp chế tạo xúc tác Vai trò nồng độ methanol Vai trò áp suất Ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ Vai trò độ dày màng Hiệu suất DMFC Hiệu suất Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất DMFC Kết hợp yếu tố bất thuận nghịch Tổ hợp màng điện cực (Membrane Electrode Assembly – MEA) CHƢƠNG II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 24 25 26 26 26 27 27 28 31 33 2.1 Điện cực thành phần xúc tác DMFC 36 2.1.1 Vai trò chất xúc tác phương pháp chế tạo xúc tác 36 2.1.2 Xúc tác pin nhiên liệu DMFC 42 2.1.3 Chất mang xúc tác carbon 49 2.2 Tổng hợp thành phần xúc tác DMFC 2.2.1 /C Pt-Ru/C phương pháp thấm cho pin nhiên liệu DMFC Xử lý làm tái hoạt hóa màng nafion 117 52 Tổ hợp màng điện cực (Membrane Electrode Assembly MEA) (Membrane Electrode Assemblies) 58 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 55 59 60 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đo đạc phân tích đặc trưng 63 3.1.1 Phân tích phổ nhiễu xạ tia X mẫu MẪU Pt/C Pt/Ru/C Phân tích bề mặt mẫu điện cực xúc tác ảnh SEM 63 69 3.2 Xác định phân bố vi hạt ảnh TEM mẫu Pt/C Pt-Ru/C Chế tạo hệ màng điện cực MEA 3.3 Lắp ráp pin DMFC 73 3.1.2 3.1.3 viii 66 71 3.4 Đánh giá sơ 74 3.5 Khảo sát đánh giá đặc trưng I-V 75 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận đề nghị 80 4.1.1 Những kết thu 80 4.1.2 Kiến nghị 81 4.2 Những hạn chế hướng phát triển đề tài 82 4.2.1 Những hạn chế 82 4.2.2 Hướng phát triển đề tài 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHẦN PHỤ LỤC 85 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT DMFC THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT Pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp FC Pin nhiên liệu FESEM Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường MEA Hệ màng điện cực PEM Màng điện giải trao đổi proton XRD Phép đo nhiễu xạ tia X DANH SÁCH BẢNG SỐ 1.1 1.2 1.3 TÊN BẢNG SỐ LIỆU So sánh giá, thời gian sống số nguồn lượng với pin nhiên liệu So sánh giá trung bình vài pin nhiên liệu điển hình Các kim loại sử dụng kết hợp với Pt để sử dụng làm TRANG 18 1.4 vật liệu xúc tác pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp Nhiệt động học pin nhiên liệu sử dụng Methanol T = 298°K, p= 1.013 barabs 28 2.1 Các kim loại chuyển tiếp bảng tuần hoàn nguyên tố 38 2.2 Các thành phần hệ MEA 59 3.1 Thống kê với mẫu Pt/C Pt-Ru/C 65 3.2 Kết đo I-V nhiệt độ khác 75 3.3 Kết đo I-V nồng độ methanol khác 78 x Như vậy, để giảm lượng kim loại xúc tác, sử dụng hợp lý khoa học vật liệu nano tối ưu hóa thơng số cơng nghệ, lựa chọn vật liệu, cấu trúc lượng xúc tác nhằm tăng hoạt tính phản ứng điện hóa Chất xúc tác thường phân tán vật liệu cho diện tích bề mặt lớn Cấu trúc carbon vulcan thường dùng làm có độ bền hóa học cao, độ dẫn điện tốt diện tích bề mặt riêng lớn Một số loại carbon thường sử dụng carbon black, carbon có cấu trúc nano, carbon mao quản trung bình chúng tơi tham khảo nghiên cứu q trình thí nghiệm Đặc biệt, carbon mao quản trung bình với kích thước mao quản từ – 50 nm, có tính tuần hồn cấu trúc mao quản nên tạo độ phân tán cao chất xúc tác, tối ưu vận chuyển chất xúc tác Các thành phần điện cực cho anode cathode chứa hệ vi hạt cấu trúc nano Pt/C PtRu/C với cấu trúc tối ưu thực ép nhiệt tạo thành hệ màng điện cực MEA thành phần pin nhiên liệu DMFC chuẩn bị cho khâu lắp ráp hoàn thiện sản phẩm 3.5 KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƢNG I-V Các mẫu pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp DMFC sau trình chế tạo lắp ráp khảo sát đo đạc đánh giá thông qua phép đo đặc trưng I-V chế độ thích hợp với thơng số phép đo liên quan Chúng khảo sát với việc thay đổi số thông số điều kiện làm việc nhiệt độ làm việc, nồng độ methanol phần lớn phép đo trì mức dung dịch methanol 1M thay đổi tùy theo phép đo 3.4.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ Thực nghiệm thực với nhiệt độ nằm khoảng từ 30°C đến 60°C, lần tăng 10 độ Chỉ thay đổi nhiệt độ, yếu tố khác giữ nguyên, nồng độ dung dịch methanol 1M Bảng 3.2 Kết đo I-V nhiệt độ khác Tại 30°C Tại 40°C Tại 50°C Tại 60°C Dòng điện Điện Dòng điện Điện Dòng điện Điện Dòng điện Điện [mA/cm2] [mA/cm2] [mA/cm2] [mA/cm2] [mV] 205 172 96 145 [mV] 300 275 [mV] 96 145 75 355 330 96 145 [mV] 390 360 96 145 150 127 100 75 49 30 19 1.5 195 245 294 344 394 443 493 559 592 642 675 250 235 205 160 105 55 22 1.5 195 245 294 344 394 443 493 559 592 642 675 305 255 220 165 110 60 25 10 1.5 195 245 294 344 394 443 493 559 592 642 675 330 295 245 195 145 95 45 18 1.5 195 245 294 344 394 443 493 559 592 642 675 Hình 3.15 Đặc trưng I-V cho pin nhiên liệu DMFC nhiệt độ khác 30°C, 40°C, 50°C 60°C Khi nhiệt độ tăng mật độ dịng tăng tốc độ oxy hóa methanol tăng động học cathode tăng Để kiểm tra kỹ lưỡng ảnh hưởng nhiệt độ, đồ thị mô tả phụ thuộc mật độ dòng vào nhiệt độ xác định điện khác trình bày kết hình 3.16 Ở mức nhiệt độ cao chưa thực chi tiết điều kiện khó khăn hệ đo mức độ bay nhiên liệu methanol 76 Hình 3.16 Đồ thị ảnh hưởng mật độ dịng vào nhiệt độ Một mặt, động học điện hóa cathode anode tăng nhiệt độ tăng Mặt khác, nhiệt độ tăng cao tạo ảnh hưởng không tốt đến hiệu suất pin nhiên liệu Việc tăng nhiệt độ pin tạo ảnh hưởng tích cực lẫn tiêu cực với hiệu suất DMFC Bởi nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến DMFC hoạt động thấp, mật độ dòng cao, ảnh hưởng tiêu cực nhiệt độ đáng kể ảnh hưởng tích cực Vì vậy, giảm điện độ dốc dương đường cong mật độ dòng phụ thuộc nhiệt độ tăng vùng nhiệt độ cao lớn điện pin thấp 3.4.2 Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch methanol Thay đổi nồng độ nhiên liệu methanol, giữ nguyên yếu tố khác, nhiệt độ trì 60 độ C Khi nồng độ dung dịch methanol khoảng 1M 2M hiệu suất DMFC xác định lớn nhất, mật độ dòng giảm rõ rệt nồng độ methanol lớn 2M Khi nồng độ methanol lớn, vai trò thấm qua chất điện phân methanol lớn với tốc độ làm ướt Nafion giảm rõ rệt, điều dẫn đến hiệu suất giảm Có thể quan sát thấy hình 3.17 77 Bảng 3.3 Kết đo I-V nồng độ methanol khác Nồng Độ Methanol Nồng Độ Methanol Nồng Độ Methanol Nồng Độ Methanol [ 0.5 M ] [1M] [2M] [3M] Dòng Điện [mA/cm2] 260 Điện Thế [mV] 96 Dòng Điện [mA/cm2] 390 Điện Thế [mV] 96 Dòng Điện [mA/cm2] 388 Điện Thế [mV] 96 Dòng Điện [mA/cm2] 335 Điện Thế [mV] 96 255 145 360 145 355 145 305 145 247 195 330 195 325 195 280 195 235 245 295 245 290 245 240 245 210 294 245 294 240 294 205 294 175 344 195 344 188 344 155 344 132 394 145 394 135 394 105 394 83 443 95 443 82 443 58 443 30 493 45 493 29 493 17 493 10 559 18 559 12 559 559 592 592 592 592 642 642 642 1.5 642 675 1.5 675 1.5 675 675 692 692 692 0.5 692 0.5 725 0.5 725 0.5 725 0.2 725 Hình 3.17 Đặc trưng I-V DMFC với thay đổi nồng độ methanol 78 3.4.3 Ảnh hƣởng thành phần xúc tác điện cực anode Các kết từ phép đo nhiễu xạ XRD mẫu xúc tác đơn đa thành phần hình 3.18 cho thấy cấu trúc kích thước hạt hợp kim với Pt có thay đổi rõ rệt thành phần đơn đa kim loại xúc tác tương ứng vai trò việc làm giảm chất độc xúc tác thành phần Ru Ni Hình 3.18 Nhiễu xạ tia X tổng hợp mặt mạng (111) Hình 3.19 Đặc trưng I-V với mẫu pin DMFC sử dụng thành phần điện cực anode với xúc tác thành phần, hai thành phần ba thành phần 79 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận đề nghị: (Tóm tắt kết qủa nội dung thực hiện) 4.1.1 Những kết thu đƣợc  Sử dụng phương pháp thấm tổng hợp thành công vật liệu xúc tác nano Pt/C Pt-Ru/C với hàm lượng 40% từ hợp chất H2PtCl6.6H2O RuCl3.xH2O Sử dụng giấy carbon thay cho vải carbon trước đây, làm tăng độ bền học lúc tổng hợp điện cực  Dựa vào việc phân tích ảnh XRD ảnh TEM, tiến hành xác định kích thước hạt xúc tác nano vào khoảng 4nm đến 10nm phân bố hạt carbon tương đối  Khảo sát kích thước lỗ xốp cách phân tích ảnh SEM tính kích thước trung bình đường kính lỗ xốp bề mặt Carbon Black Vulcan XC72 vào khoảng 5nm - 50nm, phù hợp phân bố hạt xúc tác nano Pt PtRu  Chế tạo thành phần pin DMFC màng MEA với hàm lượng hạt Pt-Ru Pt anode cathode khoảng mg.cm-2, từ kết hợp với chi tiết khác chế tạo thành công pin nhiên liệu DMFC  Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng khác đến hiệu suất pin: Nồng độ methanol, điều kiện nhiệt độ hoạt động  Đã nghiên cứu vai trò ảnh hưởng thành phần xúc tác điện cực anode với xúc tác nhiều thành phần  Đã khẳng định vai trị vi hạt kích thước nano làm chất xúc tác DMFC ưu điểm hiệu ứng bề mặt Điều làm tăng hoạt tính xúc tác, đồng thời làm giảm đáng kể lượng kim loại xúc tác DMFC Việc thêm thành phần kim loại Ru vào góp phần làm giảm lượng kim loại q Pt sử dụng anode góp phần làm giảm giá thành pin nhiên liệu 80 4.1.2 Kiến nghị  Tiếp tục hướng đề tài để hoàn thiện nâng cao hiệu suất chuyển hóa pin nhiên liệu DMFC theo hướng làm giảm thấm methanol qua màng Nafion vốn coi nguyên nhân hạn chế hiệu suất trì dịng nội cao gây tổn hao nhiên liệu  Tiếp tục hướng nghiên cứu đề tài tính khoa học thực tiễn cao cộng với khả ứng dụng số thành tựu khoa học công nghệ vật liệu công nghệ vật liệu nano 81 4.2 Những hạn chế hƣớng phát triển đề tài 4.2.1 Những hạn chế Mặt dù đạt kết tốt đạt mục đích đề q trình chế tạo mẫu pin nhiên liệu hạn chế:  DMFC cịn có giá thành cao, cịn nghiên cứu thử nghiệm nên cấu trúc cách thức sử dụng cần thay đổi để tiếp cận với thị trường người sử dụng (chứa chất lỏng, kết cấu cần phù hợp hơn)  Kích thước, mẫu thiết kế cho hệ pin công suất chưa cải thiện phù hợp với thiết bị sử dụng  Sử dụng nhiều vật liệu địa Việt nam 4.2.2 Hƣớng phát triển đề tài  Tiếp tục hướng đề tài hoàn thiện nâng cao hiệu suất chuyển hóa pin nhiên liệu DMFC theo hướng làm giảm thấm methanol qua màng Nafion dùng vật liệu cấu trúc nano  Thử nghiệm chất xúc tác ba, bốn thành phần thành phần xúc tác thay nhằm giảm lượng kim loại quí hiệu suất pin không giảm  Cải thiện mẫu thiết kế pin phù hợp với thiết bị sử dụng Nghiên cứu chế tạo phận cung cấp oxy chủ động cho pin Từ kiểm sốt lưu lượng oxy cung cấp Những hướng phát triển giải thỏa đáng thời gian tới đưa mẫu pin nhiên liệu DMFC phù hợp với người tiêu dùng 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] A Hacquard, Master’s thesis, Worcester Polytechnic Institute, 2005 A Hamnett, Catalysis Today 38, 2006, 445 A.Heinzel, V.MM Barragán, A review of the state-of-the-art of the methanol A Lindermeir, G Rosental, U Kunz, U Hoffmann, On the question of MEA preparation for DMFCs, J Power Sources 129 (2004) 180 A.S Arico, S Srinivansan, V Antonucci, Fuel Cell 2(2001), vol 1,No.2, 133 C Y Chen, P Yang, Y.S Lee, K.F.Lin, Fabrication of electrocatalyst layers for direct methanol fuel cells, J Power Sources 141 (2005) 24 Chai G.S, Yoon S.B., Yu J.S., Choi J.H., Sung Y.E., Phys J Chem B 108 (2004) 7074-7079 Chan K.Y., Ding J, Ren J., Cheng, S., Tsang K.Y, Master J Chem 14 (2004) 505-516 Che G., Lakshmi B.B., Martin C.R., Fisher E.R., Langmuir 15 (1999) 750758 Cruickshank J., Scott K., J Power Sources 70 (1998) 40 G Hoogers, Fuel cell technology handbook, CRC Press, 2003.(14t=12v) H Liu, C Song, L Zhang, H Wang, D.P Wilkinson, A review of anode catalysis in the direct methanol fuel cell, J Power Sources 155 (2006) 95 James A Schwart, Cristian I Contescu, Karol Putyera (edited), Dekker encyplopedia of Nanoscience and Nanotechnology (online version), Marcel Dekker, 2004 James Larminie and Andrew Dicks, Fuel Cell systems Explained, Second Edition, January 2003 J.Cruickshank, K Scott, J Power Sources 70 (1998) 40 J.G liu, T.S Zhao, R Chen, C.W Wong, Electrochem.Commun (2005) 754 K Scott, W Taama, J Appl Electrochem 28 (1998) 289 Li W., Liang C., Qiu J., Zhou W, Han H., Wei Z., Sun G., Xin Q., Carbon 40 (2002) 791-794 Li W., Liang C., Zhou W., Qiu J., Li H., Sun G., Xin, Carbon 42 (2004) 436-439 83 [20] M W ilson, Membrane catalyst layer for fuel cells, U.S Patent No 5.211.984,1993 [21] P Zelena et al, Catalyst Inks and Method of Application for Direct Methanol fuel cells, U.S Patent No 6.696.382 B1, 2004 [22] Phillip Hurley, Build your own fuel cells, Wheelock Mountain Publications, 2002 [23] Raghuveer V., Manthiram A., Electrochem Solid-State Lett (2004) 336339 [24] Raghuveer V., Manthiram A., J Electrochem Soc 152 (2005) 1504-1510 [25] S Thomas and M Zallowitz at LANL, Fuel cells – Green power, 1999 [26] U A Paulus, Electrocatalysis for Polymer Elactrolyte Fuel cells: Metal Aloloys and Model Systems, Ph.D thesis, Swiss Federal Institute of Technology, 2002 [27] V.A Paganin, E Sitta, T Iwasita, W Vielstich, Methanol crossover effect on the cathode potential of a direct PEM fuel cell, J Appl Eletrochem.35 (2005) 1239 [28] V.S Bagotsky, Fundamentals of Electrochemistry, Second Edition, John Wiley & Sons, 2006 crossover in direct methanol fuel cells, J Power Sources 84 (1999) 70 [29] Yu J.S., Kang S., Yoon S.B., Chai G., Am J Chem Soc 124 (2002) 93829383 [30] Trần Quốc Vũ, Nghiên cứu đặc tính pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Cần thơ, chuyên ngành Vật Lý Kỹ Thuật 84 PHẦN PHỤ LỤC Hình 0.1 Ảnh bề mặt FESEM MPL với PTFE nồng độ 20wt% (X25000) Hình 0.2 Ảnh bề mặt FESEM MPL với PTFE nồng độ 30wt% (X25000) 85 Hình 0.3 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 10% Hình 0.4 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 10% 86 Hình 0.5 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 20% Hình 0.6 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 20% 87 Hình 0.7 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 30% Hình 0.8 Ảnh FESEM mặt cắt cathode MPL với nồng độ PTFE 30% 88 Hình 0.9 Ảnh hệ đo với đặc trưng I-V phụ thuộc nhiệt độ Hình 0.10 Ảnh hệ đo với đặc trưng I-V phụ thuộc nồng độ methanol 89