纳米碳管空气电极在氧还原反应中的电催化性能

应用化学, 2002, 19(8): 759-763. doi: 10.3969/j.issn.1000-0518.2002.08.012

纳米碳管空气电极在氧还原反应中的电催化性能

黄辉 ^1, , 张文魁 ^2, , 赵峰鸣 ^3, , 马淳安 ^4, , 甘永平 ^5, , 葛忠华 ^6,

1.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

2.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

3.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

4.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

5.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

6.浙江工业大学应用化学系,杭州,310014

基金项目: 浙江工业大学校科研和教改项目浙江省自然科学基金(299502)

关键词：纳米碳管 , 空气电极 , 氧还原反应 , 电催化 , 电化学阻抗谱

Electrocatalytic Performances of Carbon Nanotube Air Electrode for Oxygen Reduction

以活性炭、纳米碳管为催化层电极材料制备了空气电极,测定了稳态极化曲线和交流阻抗. 研究发现,催化层中纳米碳管的含量对氧的电还原反应有显著影响,m(活性炭)∶m(纳米碳管)=50∶50的空气电极催化活性最高,在过电位ηc为400～600 mV时,输出电流可达0.3～0.5 A/cm2. EIS测试结果表明,不同质量比的活性炭/纳米碳管空气电极阻抗谱均由2个半圆弧组成,高频区半圆对应欧姆极化阻抗,低频区半圆对应氧还原反应的法拉弟阻抗,催化层中加入纳米碳管明显减小了电极的欧姆阻抗和法拉第阻抗,提高了氧还原反应的催化活性,电极过程受氧在薄液膜中的扩散控制,单纯纳米碳管形成的催化层多孔结构较容易被电解液渗透,界面还存在Warburg扩散阻抗,相应的电催化活性较低. 提出了空气电极的等效电路,并对拟合的动力学参数进行了解释.

参考文献

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