直接硼氢化物燃料电池作为一种使用液体燃料的能量转换体系,在理论上具有高开路电压(1.64V)、高能量密度以及在实际工作中可以使用非贵金属作为电池反应的催化剂的优势,因而倍受关注。然而,在实际运行过程中,一方面由于BH4-由阳极侧穿透到阴极会在电极表面发生电化学氧化反应消耗燃料并产生混合电势大大降低输出电压,而目前采用的高成本的阻BH4-膜并不能从根本上解决问题;另一方面BH4-很难实现理论上“8电子转移”的电化学氧化反应达到高燃料利用率。这两个关键问题在很大程度上制约了燃料电池的进一步发展。探索选择性阴极催化剂,抑制阴极上BH4-的电化学氧化反应同时摒弃必须采用的高成本低效的阻BH4-电解质膜;发展高性能的阳极催化剂,提高BH4-进行8电子反应的效率,是解决上述问题的有效方法。针对于此,本文对La2O3等8种稀土金属氧化物作为硼氢化物燃料电池电池阴极选择性催化剂,抑制BH4-氧化反应,提高输出电势和燃料利用率的可行性以及其电化学性能做了深入研究;同时对Ag-Ni混合体系作为电池的阳极催化剂的电化学性能进行了研究。实验结果如下:　　 (1)通过多种电化学分析方法及XRD等物理分析方法对La2O3等8种稀土金属氧化物作为无膜体系DBFC阴极催化剂的可行性及电化学性能进行研究。实验结果显示La2O3等稀土氧化物在碱性电解质溶液中对氧的电催化还原具有良好的活性,并且对BH4-在阴极上的电化学氧化反应有很强的抑制作用。以镍基储氢合金为阳极催化剂,以稀土氧化物为阴极催化剂组装成简单的无膜硼氢化物燃料电池在常温下进行性能测试。电池的峰值功率密度均超过60 mW·cm-2。其中以Sm2O3作为电池阴极催化剂时表现出的电池输出性能最佳,电池的开路电压达到1.042 V,电池在0.521 V获得最高功率密度76.22 mW·cm-2。　　 (2)对Ag-Ni三种不同混合体系以及单质Ag和Ni作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的电化学性能进行了研究。结果标明在Ni中添加适量的Ag可以提高催化剂在高BH4-浓度下的催化活性,同时可以降低Ni对的BH4-水解程度,其中Ag与Ni质量比为1:1的催化剂性能最佳;但是在低BH4-浓度下,随着Ag的加入量增多,催化剂的活性降低。计时电势测试分析发现:Ag:Ni=1:1(质量比)的催化剂制备的电极在1 mol·L-1KBH4+6 mol·L-1 KOH溶液中以25mA.cm-2电流密度进行电流输出的燃料利用率只有29％,电极对BH4-依然存在较强的水解能力。