万亚珍
,
刘金盾
,
张文辉
,
张翔
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.044
化学镀制β PbO2-SPE复合膜电极的过程中加入无机添加物Fe2+和Co2+可以改善膜电极的电催化性能.SEM和XRD测试表明,加入Fe2+和Co2+可使镀层结晶更细小、沉积更均匀、致密.阳极极化曲线测试证明,β PbO2/Co-SPE电极电化学反应的速度最快,另两种电极的反应速度相近.苯酚溶液中循环伏安测试证明,镀层析氧电位从高向低的排序是β PbO2/Co＞ PbO2 /Fe＞ β PbO2,β PbO2/Co-SPE电极最适合用于降解有机污染物.电化学降解苯酚过程证明,β PbO2/Co-SPE电极的电催化活性远高于其它两种电极.
关键词:
膜电极
,
无机添加物
,
结晶形貌
,
电催化活性
聂淼
,
索双富
,
谢晓峰
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2008.04.025
为了找到适合质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂制备方法,主要论述了高压无气喷涂、压缩空气喷涂、混气喷涂、静电喷涂和超声波辅助雾化喷涂几种常用喷涂方式的喷涂原理和特点,以及在燃料电池膜电极制备中的应用可行性.通过对几种喷涂方法的优缺点进行对比,初步选择了高压无气喷涂和混气喷涂为拟采用的方式,而后经过试验测试比较,找到了比较适合膜电极超薄涂层的制备方法--混气喷涂方法,对今后燃料电池膜电极的制备方法研究具有一定的指导意义.
关键词:
无气喷涂
,
混气喷涂
,
压缩空气喷涂
,
燃料电池
,
膜电极
张健
,
尹鸽平
,
邵玉艳
,
王振波
,
赖勤志
稀有金属材料与工程
采用水煮电极和恒压放电两种方法活化膜电极(MEA),考察了活化前后膜电极及电极上阳极(PtRu/C)与阴极(Pt/C)催化剂的变化情况.电极极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)测试发现,活化后的电极性能有较大提高,膜电极的电阻降低.X射线衍射(XRD)的分析表明膜电极上阳极和阴极催化剂都发生聚集长大.分别采用CO吸附溶出法和氢吸脱附法测量MEA的阳极和阴极催化剂的电化学活性面积(ESA),结果表明,尽管催化剂的颗粒长大,但经过恒压放电活化的阳极和阴极的电化学活性面积分别提高了20.9%和5.0%.同时发现恒压放电活化的方法相对于水煮电极活化的方法更有利于提高膜电极性能.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
膜电极
,
活化
,
电化学活性面积
赵新生
,
孙公权
,
陈维民
,
唐水花
,
辛勤
,
杨少华
,
衣宝廉
催化学报
采用单电池寿命测试和电化学快速老化两种方法考察了直接甲醇燃料电池阳极电催化剂Pt-Ru/C的稳定性,研究了电池实际运行条件下催化剂微观形貌的变化对电池性能的影响.结果表明,Pt-Ru/C催化剂做成膜电极后,粒径由2.8 nm增大到3.8 nm,催化剂的粒径随放电时间的延长有增大的趋势,连续放电320 h,粒径增大到5.8 nm.采用电化学方法能够快速地评价催化剂的稳定性,大大缩短催化剂稳定性评价的周期,有利于催化剂的制备和筛选.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
铂
,
钌
,
碳
,
膜电极
,
稳定性
邓凌峰
,
李新海
,
肖立新
,
张云河
材料导报
PAn/DMcT复合膜电极的氧化还原峰电位差和电化学阻抗比DMcT的小得多,这表明PAn对DMcT具有电催化性能,使DMcT的氧化还原反应速度大大提高.而且DMcT使几乎所有的PAn都能保持电化学活性,复合膜电极的CV曲线经过100次循环几乎没有变化.PAn/DMcT复合膜电极的首次充放电比容量分别为275mAh·g-1和200mAh·g-1,首次充放电效率为72.7%.和粉末混合法制备的复合膜相比,溶液法制备的PAn/DMcT复合膜电极具有较高的放电比容量和优良的循环稳定性.
关键词:
聚苯胺
,
2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑
,
膜电极
,
电催化
,
电化学性能
王萌
,
王新东
,
陈明
,
杨兆一
,
董超振
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62477-4
直接甲醇燃料电池(DMFC)因其燃料能量密度高，工作温度低，低污染排放等优点被认为是用作移动设备电源的最佳选择之一，至今已有美国的Oorja Protonics公司和丹麦的IRD公司等新能源相关企业相继发布了多款用于手机、电脑、通信基站、叉式装卸机或房车的商业产品.然而， DMFC内部的复杂情况造成的多种不同的电压损失仍旧使得其实际电压效率远低于理论值.其中从阳极渗透到阴极的甲醇造成的混合电位导致的电压损失尤为明显.目前，众多研究人员都致力于开发高稳定性、高耐久性、高性能且低成本的催化材料体系，以克服传统Pt催化剂存在的各种问题.除了催化剂本身之外， DMFC的问题还与其中膜电极的微结构和电化学特性息息相关.膜电极是化学能通过电催化氧化还原反应转化为电能的反应场所，通常由阳极扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极扩散层依序组合而成.通过对MEA中的各层进行优化，如传质管理和甲醇渗透等问题都能得到有效解决.
近年来，纳米技术常被用于改进DMFC性能的研究.具备纳米结构的金属-碳/金属氧化物载体类催化材料得到了广泛研究.这些电催化材料在制备方法、结构和组分上都有较大区别.结构方面，许多研究都证明制备纳米级多孔网络结构或者有序阵列结构的催化层有助于提高催化性能和Pt的利用率.组分方面，许多研究人员都开展了引入Pt以外金属成分或金属氧化物来改变Pt催化剂的表面电子状态的研究.引入这些组分导致的配位体效应可以通过弱化Pt与H+， OH-或COads等的相互作用来起到抗催化毒化和提高催化效率的作用.尽管对于DMFC领域的认知逐渐完善，但是仍有许多问题有待解决.因此，本文介绍了目前用于DMFC的纳米结构电催化材料和多孔电极的研究进展.重点介绍了纳米结构催化剂和载体材料的合成及表征.
通过对比不同催化材料的特性可以发现，在本文涉及到的催化材料中， In0.1SnO2-Pt和(MoO3)0.2SnO2-Pt/C表现出了最高的催化活性，但是它们高效催化甲醇电氧化所需的碱性环境与现在占绝对主流地位的Nafion质子交换膜所必须的酸性环境相冲突，所以其实际应用价值在碱性阴离子交换膜研究取得突破前都难以有效发挥.而另一类表现较好的采用溶致液晶模板法合成的纳米树枝状和纳米星形Pt催化剂则存在制备工艺难以商业规模化的问题.总的来说，采用溶剂热合成法制备的Pt-NRCeO2/GNs和Pt/Ti0.9Sn0.1O2-C等纳米结构金属氧化物、碳材料复合载体和Pt基贵金属催化剂组成的催化材料体系不仅催化性能相对于商业化Pt纳米颗粒有很大提高，而且制备方法易于商业规模化，值得进一步关注.此外，本文还介绍了如内部传质过程的理论建模计算和膜电极中功能结构的制备等优化DMFC中多孔电极内传质过程的方法.通过计算机模拟得到优化DMFC内部传质过程所需的扩散层、催化层的传质特性相关参数，再通过改进MEA制备工艺，有效控制各层的结构参数向模拟的优化值靠拢，能够实现DMFC性能的有效提升.综合模拟、实验研究及工艺研究结果，根据实际需要，设计和制备包含新功能层的MEA的相关研究也更进一步提高了DMFC的性能和实用性.就目前的研究情况而言，如果在性能提升的基础上，使用寿命再取得突破， DMFC一定会有很好的商业应用前景.
关键词:
催化剂
,
多孔电极
,
甲醇渗透
,
电催化性能
,
膜电极
,
直接甲醇燃料电池
万亚珍
,
张翔
,
刘金盾
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2008.04.003
基膜活化过程由净化过程和溶胀过程两部分组成,是以Nafion324为基膜制备β-PbO2-SPE复合膜电极的重要环节.实验确定出了基膜净化过程的顺序和方法,并借助于具体的β-PbO2沉积过程,通过SEM,EDS,DC照片和XRD分析,证明在3.0 mol/L NaOH溶液中浸泡25天可以使基膜充分溶胀,更有利于β-PbO22沉积.实验结果同时显示,按上述方法活化基膜可以得到β-PbO2沉积量多,致密,表面积大,性能较为优良的复合膜电极.
关键词:
膜电极
,
Nafion324基膜
,
活化过程
汪圣龙
,
唐浩林
,
潘牧
,
木士春
,
袁润章
材料导报
膜电极(MEA)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心组件之一,其结构和组成对电池的性能有着重要的影响.提高膜电极性能的一个重要的指导思想是在催化粒子的周围形成良好的质子、电子和气体通道.以此为主线,从电极制备工艺的发展历程,Nafion的使用与质子通道的改进、电子通道的改进、阴极催化等几个方面详细地总结和讨论了近年来MEA的研究状况,并在此基础上对MEA的进一步研究提出了若干建议.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
膜电极
,
催化效率
