以Fe-N/C为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池

以铝合金为阳极,Fe-N/C为阴极组装了金属过氧化氢半燃料电池,研究了H2O2浓度、KOH浓度、电解液流速及测试温度对电池性能的影响。结果表明,过氧化氢浓度为0.6 mol/L、KOH浓度为3 mol/L、电解液流速为80 mL/min时电池的开路电压为1.3 V,最大功率密度达到51 mW/cm2。恒电流放电表明电池在碱性溶液中稳定性良好。     

聚苯胺/Co3O4的电化学催化性能的研究

采用液相共沉淀法合成Co3O4,再采用化学聚合法合成聚苯胺(PANI),然后通过快速研磨混合制备聚苯胺/Co3O4材料作为H2O2的阴极还原催化剂。并利用X射线衍射和扫描电镜分析其结构和表面形貌,利用电势线性扫描和计时电流法测定其对H2O2在碱性KOH电解液中的还原的电催化性能。结果表明:在3 mol/L KOH电解液中,当H2O2浓度为0.4 mol/L时,聚苯胺/Co3O4材料对H2O2的阴极还原具有较好的催化性能,当用20%(质量百分比)PANI掺杂时,在-0.34 V时极限还原电流密度达-111.3 mA/cm2,且材料电化学稳定性较好。     

超级电容器用MoO3/AC复合电极的制备

以七钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]和HAc为原料,制备了超级电容器电极活性材料-MoO3超细粉末.利用SEM、XRD、TG-DTG和IR等方法对样品进行了物理测试.用循环伏安研究了不同配比的MoO3和活性碳组成的MoO3/AC复合电极在不同电解液中的电化学性能.结果表明:当MoO3含量在0.3%～3.0%时,在酸性或碱性的电解液中,电极的电容量增加;在0.5 mol/L H2SO4溶液中,MoO3含量为1.41%时,MoO3/AC复合电极的比电容高达102.68 F/g.     

一种直接葡萄糖-空气碱性燃料电池的构建和表征

介绍了一种以葡萄糖为燃料的碱性直接燃料电池,它不需要贵金属催化剂、酶或者微生物就能直接把化学能转换成电能.这种单室燃料电池,在碱性溶液中以甲基紫精(MV)作为电子传递体,用泡沫镍作为阳极,空气扩散电极作为阴极.利用1 mol/L葡萄糖作为燃料,在3mol/L KOH、10 mmol/L MV条件下构建的燃料电池,其最大功率密度为0.59mW/cm2,最大开路电压为0.65V,最大电流密度为4.16 mA/cm2.该直接葡萄糖燃料电池,构建成本低廉,但性能优于目前已报道的以酶或微生物为催化剂的葡萄糖燃料电池,因而有望推动生物燃料电池的商业化应用.     

铝-水电池制氢体系的结构设计

设计了一种全新概念的高效、安全、环保的铝-水储氢电池体系,该体系在对外输出电能的同时,还对外输出纯氢气.铝-水储氢电池体系主要是由正极、负极和电解液构成的密闭体系,阴极为采用化学还原法制备的活性炭担载镍(Ni/C)析氢催化剂制备的Ni/C膜电极,阳极为高活性铝合金,电解液为1 mol/L NaCl中性溶液.本体系可以通过调节放电电流的大小来调节氢气的输出量.     

工作条件对钛网基MEA性能的影响

为研究工作条件对钛网基MEA性能的影响,以钛网作为电极支撑体材料,以Nafion117作为质子交换膜,以PtRu/XC-72R作为阳极催化剂,以Pt/XC-72R作为阴极催化剂,采用滴涂的方法制备了钛网基MEA阳极和阴极。采用成型温度为135℃,成型压力为5 MPa,保压时间为180 s的条件热压制备钛网基MEA并在工作条件进行测试,研究结果表明:(1)无论是在室温25℃条件下还是在高温60℃条件下,阴极氧化剂采用0.1 MPa的100 mL/min氧气的功率密度峰值均高于采用自呼吸空气的功率密度峰值;(2)无论是在室温25℃条件下,还是在高温60℃条件下,无论阴极氧化剂为自呼吸空气,还是0.1 MPa的100 mL/min氧气,电解液中的甲醇浓度对钛网基MEA的影响呈现了一致性,即当甲醇浓度从0.5 mol/L变大到1.0 mol/L时,钛网基MEA的功率密度峰值是增大的,当甲醇浓度从1.0 mol/L经过1.5mol/L增大到2.0 mol/L时,钛网基MEA的功率密度峰值逐渐减小;(3)当工作温度从25℃逐渐增大到80℃,钛网基MEA的功率密度峰值从5.19 mW/cm2逐渐增大到17.10 mW/cm2。     

超级电容器电极材料--MnO2的电化学制备及其性能

在25℃,沉积电位为0.50～0.95V条件下,从0.25mol/L醋酸锰溶液中,在石墨电极上沉积出二氧化锰(MnO2)。用扫描电镜(SEM)对所得样品的表面形貌进行了测试,并用循环伏安技术测试了不同沉积电位下制备的二氧化锰电极在不同电解液中的比电容。通过比较不同电解液中的循环伏安行为,发现二氧化锰电极在2mol/LKCl溶液和2mol/L(NH4)2SO4溶液中的循环伏安特性较好,在0.5V下沉积的二氧化锰性能最好。当扫描速度为5mV/s时,其比电容分别为274.74F/g和309.74F/g,并且在2mol/LKCl溶液中电极具有更好的可逆性。     

全沉积型铅酸液流电池充放电性能研究

以石墨毡、石墨布、泡沫镍为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液,以木质素磺酸钠为添加剂组成新型的全沉积型铅酸液流电池体系。研究了铅酸液流电池的充放电特性及电极材料和电解液浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明:恒流充电过程中,充电电压先逐渐减小而后又逐渐增大,电池具有较好的放电性能;以石墨毡为正负极的电池具有较好的充放电特性;随着Pb2+浓度的增加,电池的充电电压逐渐降低,H+浓度为0.1 mol/L时,既能满足较高的Pb2+浓度的相对比,又能满足良好的导电性。     

La0.6Sr0.4CoO3催化H2O2电还原的性能研究

以溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoO3电极材料,通过循环伏安和恒流充放电等方法研究了La1-xSrxCoO3催化H2O2电还原的性能.结果表明当x=0.4时,在3 mol/L KOH溶液中,粉末电极电催化还原H2O2的活性最高.电极电势为-0.4 V时,电流密度达到-123 mA/cm2.不同的H2O2浓度下电极性能测试的结果表明,H2O2浓度为0.6 mol/L时,电流密度最大.计时电流法测试表明La0.4Sr0.6CoO3粉末电极在碱性溶液中稳定性良好.     

V形截面DMFC的设计、制作及测试

为了克服目前管状结构直接甲醇燃料电池(DMFC)成型困难的问题,提出了一种新型结构的膜电极组件(MEA)——V形截面MEA(V-MEA)。确定了V-MEA的结构参数,V-MEA具体由阳极钛网、阳极催化剂层、Nafion膜、阴极催化剂层、阴极扩散层和阴极钛网六层组成。完成了V形截面DMFC(V-DMFC)结构的设计,V-DMFC由底座、V-MEA、密封元件、燃料舱箱体、盖板和塞子等组成。使用自己设计和加工的模具制备了V-MEA,与自己设计和加工的壳体一起组装了V-DMFC样机,并研究了其性能,以1 mol/L甲醇+0.5 mol/L硫酸作为阳极电解液,在高温通入0.1 MPa的100 m L/min氧气条件下,V-DMFC样机最高比功率达到9.50 m W/cm2。     

钼酸盐的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用

用循环伏安和线性电位扫描法研究了硫酸溶液中多晶铂电极上Na2 MoO4 的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用。结果表明 ,Na2 MoO4 在 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,一步还原生成不稳定的有色产物钼青铜 (HxMoO3) ,还原峰电位为0 .0V(相对于饱和甘汞电极 ) ,并有一对应氧化峰。多晶铂电极因钼酸盐的还原与氧化而得以修饰。这种修饰电极对甲醇的氧化有很强的催化作用。修饰多晶铂电极上甲醇的氧化电流远大于未修饰多晶铂上的氧化电流。在 1mol/LCH3OH + 0 .0 5mol/LNa2 MoO4 + 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,正向扫描电位超过还原钼酸盐氧化峰电位后 ,氧化电流大于相应甲醇和钼酸盐硫酸溶液中氧化电流和的 2倍以上。甲醇在未修饰多晶铂电极上由于吸附一氧化碳中毒引起的电流下降现象 ,也因还原钼酸盐的修饰作用而消失。     

基于电化学改性石墨电极构建钒/钛液流电池

在2.0 mol/L HClO_4溶液中通过恒电流阶跃方法制备了电化学改性石墨电极(MGE)。发现其在硫酸溶液中对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)氧化还原反应具有良好的催化可逆性,并提出了受电位影响的电极表面含氧官能团电对与金属离子电对间的氧化还原协同作用机理。将V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)分别作为正、负极活性物质构建成氧化还原液流电池并评价其充放电性能。在10 mA/cm~2下恒流充放电,相应的电压效率为94.2%,能量效率达到91%,展示了基于MGE构建的钒/钛液流电池潜在的应用价值。     

石墨嵌入电极在硫酸溶液中的充放特性

石墨电极在H2SO4溶液中可发生以HSO4-离子为嵌入物的阳极嵌入反应和阴极脱嵌反应。考察了对于该体系嵌入及脱嵌反应的充、放电过程的若干影响因素,如H2SO4浓度、用量和充、放电电流对容量的影响,进一步探讨了将其作为电池正极的可能性。     

高稳定性NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的制备与表征

通过固相法合成了具有典型NASICON结构的NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料,碳质量分数为5%。以该材料为负极,以制备的λ-MnO_2为正极,在1 mol/L的Na_2SO_4水溶液中测试了NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的电化学性能。结果表明:在0.1C下该材料的比容量达到82 mAh/g;在1.5C下初始比容量达到54 mAh/g,500次循环后为48 mAh/g,容量保持率为88.9%。NaTi_2(PO_4)_3/C材料具有优良的循环性能和倍率特性,且材料的制备工艺简单,绿色环保,作为水系钠离子电池的负极具有较好的应用前景。     

MnO2电极在水系电解液中电容性能的研究

采用溶胶0凝胶法制备出了纳米MnO2,通过X射线衍射试验表明产物是具有双链结构的α-MnO2。在3种浓度接近饱和的水系电解液：中性,强碱性,弱酸性中进行充放电测试。测试结果表明,Mn02电极在0．5mol／L K2SO4溶液中电位窗口只有0．3V,且比容量很低,仅有10．2F／g;在7．0mol／LKOH溶液中电位窗口达到1．0V,电容量为120．3F／g;在2．0mol／L（NH4）2SO4中电位窗口为0．4V,比容量可以达到94.6F／g。     

硫酸溶液中非铂金属上苯胺的电聚合行为

通过电化学方法对0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中苯胺在电工纯铁(DT3)和代号为40 Cr、紫铜和钢材420、304、321和316 L表面上的电聚合行为、上述材料在0.1 mol/L H2SO4溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,DT 3、40 Cr和紫铜三种材料上占主导地位的金属溶解反应抑制苯胺的氧化聚合,导致上述材料表面不能形成聚苯胺;在0.1 mol/L H2SO4溶液有很宽钝化电位区的420、304、321和316 L不锈钢都可在0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中进行苯胺的电化学聚合。不锈钢表面钝化膜影响苯胺聚合的起始电位。苯胺在420、304和316 L钢表面的起始氧化电位在1 100 mV左右,而由于321钢表面钝化膜中钛氧化物的存在,则使苯胺聚合的起始电位负移至700 mV。电位区间和扫描圈数相同时,基底材料不影响聚苯胺膜层的电导率,但降低阳极电位可显著提高聚合物电导率,为电化学合成导电聚合物、提高薄层金属双极板抗腐蚀性能奠定一定的基础。     

碱性电解液中几种铁化合物的溶出及危害

研究了Fe3O4,FeSO4和Fe2(SO4)3在9mol/LKOH溶液中的溶出行为以及溶出铁对锌腐蚀的影响。通过定性分析和析氢实验,发现Fe3O4,FeSO4和Fe2(SO4)3在9mol/LKOH溶液中能够溶出,溶出的铁加速了锌粉的腐蚀,锌将碱液中的铁置换并沉积在锌粉上,降低了析氢过电位。3种铁化合物在碱性溶液中的溶解度和加速锌腐蚀的程度依次为FeSO4>Fe2(SO4)3>Fe3O4。     

小分子燃料在Pt/HxMoO3电极上的催化氧化

钼酸盐在铂电极上硫酸溶液中还原形成钼青铜 ,吸附在电极表面 ,铂电极因钼酸盐的还原和钼青铜的氧化而得到修饰。研究甲醇、甲醛和甲酸在这种修饰铂电极上的催化氧化 ,表明修饰电极对甲醇、甲醛和甲酸的氧化有明显的催化作用     

密封铅酸电池中K_2SO_4的作用

采用充放电循环,恒电位极化后续线性电位扫描和循环伏安方法研究了密封铅酸电池中K_2SO_4的作用。结果表明:K_2SO_4减小了电池早期容量损失,提高阳极膜导电性,同时促进PbO_2/PbSO_4转化过程和β—PbO_2生成过程的进行,抑制析氧和析氢过程。在4.5mol/dm~3H_2SO_4中,K_2SO_4最佳添加量为1.5g/dm~3。     

Hydrogen peroxide and ozone formation in hybrid gas-liquid electrical discharge Reactors

Ozone in the gas phase and hydrogen peroxide in the liquid phase were simultaneously formed in hybrid electrical discharge reactors, known as the hybrid-series and hybrid-parallel reactors, which utilize both gas phase nonthermal plasma formed above the water surface and direct liquid phase corona-like discharge in the water. In the series configuration the high voltage needle-point electrode is submerged and the ground electrode is placed in the gas phase above the water surface. The parallel configuration employs a high voltage electrode in the gas phase and a high voltage needle-point electrode in the liquid phase with the ground electrode placed at the gas-liquid interface. In both hybrid reactors the gas phase concentration of ozone reached a power-dependent steady state, whereas the hybrid-parallel reactor produced a substantially larger amount of ozone than the hybrid series. Hydrogen peroxide was produced in both hybrid reactors at a similar rate to that of a single-phase liquid electrical discharge reactor. The resulting concentration of H/sub 2/O/sub 2/ in the hybrid reactors, however, depended on the pH of the solution and the gas phase ozone concentration since H/sub 2/O/sub 2/ was decomposed by dissolved ozone at high pH.