李文震
,
周振华
,
周卫江
,
李焕巧
,
赵新生
,
汪国雄
,
孙公权
,
辛勤
催化学报
对比研究了用三种液相沉积还原法制备的20%Pt/C催化剂及在900 ℃下用H2还原处理的催化剂,并用XRD和TEM等技术表征了催化剂的粒子大小及粒径分布. 结果表明,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂的平均粒径最小(约2.4 nm),且分布均匀. 应用旋转圆盘电极(RDE)法和直接甲醇燃料电池单池评价了Pt/C催化剂的氧还原反应(ORR)活性,探索了单池性能与催化剂粒径大小的关系. RDE测试结果表明,用甲醛还原法制备的Pt/C催化剂具有最高的ORR活性; 而单池测试结果表明,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂显示出最高的ORR活性和最优的单池性能. 这可能是因为直接甲醇燃料电池中所需Pt/C催化剂最优粒径更小的缘故. 另外,研究了Cl-对Pt/C催化剂ORR活性的影响. 结果表明,少量Cl-即会显著降低Pt/C催化剂的ORR活性.
关键词:
旋转圆盘电极
,
直接甲醇燃料电池
,
铂
,
碳
,
负载型催化剂
,
阴极
,
氧还原反应
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
赵新生
,
姜鲁华
,
孙公权
,
杨少华
,
衣宝廉
,
辛勤
催化学报
研究了用于直接乙醇燃料电池的自制Pt-Sn/C阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能. 采用直流伏安法和交流阻抗法分析了电池温度和极化电位对乙醇电催化氧化性能的影响,比较了不同温度下甲醇和乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数. 结果表明,乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数小于甲醇的扩散系数. 伏安法测试结果表明,Pt-Sn/C催化剂对乙醇的催化氧化活性高于商品化的Pt-Ru/C催化剂. 在实验温度范围内,乙醇在Pt-Sn/C催化剂上的初始氧化电位比在Pt-Ru/C催化剂上低约0.2 V; 同一电位下Pt-Sn/C催化剂比Pt-Ru/C催化剂的氧化电流密度高出20～60 mA/cm2,且电流密度的差值随温度的升高而增大. 交流阻抗法测试结果表明,Pt-Sn/C催化剂对乙醇具有更高的催化活性. 在90 ℃下,以1 mol/L的乙醇为燃料,氧气为氧化剂时,Pt-Sn/C催化剂显示出良好的电池性能,电池最高功率密度为44 mW/cm2,而Pt-Ru/C催化剂的电池最高功率密度仅为27 mW/cm2.
关键词:
直接乙醇燃料电池
,
铂
,
锡
,
交流阻抗法
,
燃料渗透
李辰楠
,
孙公权
,
梁振兴
,
任素贞
,
赵新生
,
辛勤
功能材料
利用异丙醇水溶液溶解废弃Nafion膜,异丙醇体积分数在60%～75%之间的水溶液能在220℃相对较快的溶解Nafion膜制得溶液,利用二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂制备再铸膜.再铸膜酸度(EW)和溶胀度(SW)测试结果接近商品膜数值;红外光谱、X射线衍射分析表明再铸膜具有与商品膜相似的结构;甲醇渗透、电池性能测定结果表明,与商品Nafion115膜相比,具有相同厚度的再铸膜降低了甲醇渗透,适合应用于直接甲醇燃料电池中.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
Nafion
,
再铸膜
,
甲醇渗透
