葫芦娃视频免费下载載體對聚合物電解質膜燃料電池中炭載鉑電催化劑性能的影響_行業資訊

行業資訊

葫芦娃视频免费下载載體對聚合物電解質膜燃料電池中炭載鉑電催化劑性能的影響

作者：河南葫芦娃视频网站環保科技有限公司　本文關鍵詞：　日期：2018-8-2 17:01:21　人氣：65

摘　要　分別以鬆木炭和 Vulcan XC 72 炭為載體製得炭載鉑電催化劑 ,在聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC) 中對其性能進行了比較。結果表明:Vulcan XC 72 炭作載體的電催化劑性能顯著優於鬆木炭作載體的電催化劑 ,利用多種分析方法對葫芦娃视频免费下载的物理和表麵化學性質進行了係統的研究 ,發現葫芦娃视频免费下载的孔徑、電導率和表麵含氧基團對電催化劑性能有很大的影響。關鍵詞　聚合物由解質膜燃料電池葫芦娃视频免费下载 ,鉑 ,電催化聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC)由於其能量轉換效率高、工作溫度低、環境汙染小、體積小、重量。目前 ,為了進一步提高 PEMFC的性能並降低成本 ,研究工作主要集中於電催化劑和聚合物電解質膜的改進。葫芦娃视频免费下载作為催化劑的載體和多孔氣體擴散電極的骨架 ,其物理及表麵化學性質直接影響催化劑和整個電池的性能。20 世紀 90 年代以前 ,葫芦娃视频免费下载載體的研究主要針對的是堿性燃料電池和磷酸炭的 1、種物理或化學性質對催化劑性能的影響。本文利用電化學技術以及多種分析方法 ,係統比較 2 了兩種典型的葫芦娃视频免费下载載體的各種物理和化學性質 ,探討了葫芦娃视频免费下载作為電催化劑載體時 ,各種物理和化學性質對電催化劑性能的影響 ,為 PEMFC中電催化劑載體的選擇與製備提供一些有價值的理論依據。電化學測量采用 173 恒電位儀(美國 EG&G,PAR 公司)在自製的 PEMFC測試係統上進行 ,參比電極為氫電極。 ASAP2010 比表麵積及孔隙度分析儀(美國 Micromeritics Instrument 公司 BET 比表麵積、總孔體積、平均孔徑。四探針電阻率測試儀 (上海原子核所) 測定電導率。Vario EL 型元素分析儀 (德國 Elementar 公司) 分析葫芦娃视频免费下载中的 C、、、等元素。POEMS 型等離子體光譜質譜儀 (美國 TJA 公司) 分H O 析灰分中的元素。S211No.ΠVulcan 520 型掃描電子顯微鏡(日本 Hitachi 公司) 觀察葫芦娃视频免费下载的表麵形貌。ESCA LAB MK II 光電子能譜儀(英國 VG公司) 測定葫芦娃视频免费下载的表麵基團。司) 。其它試劑均為分析純 ,所有溶液均用二次蒸溜水配製。加入過量 NaBH4 溶液還原 ,將產物過濾並用水洗滌 ,直到無 Cl 為止最後在 80 ℃真空烘幹製得 - PtΠNo.220000510Pt)Π973”項目2( Pt接受鬆木炭( pine)或 ) 催化劑。波攪拌 ,使三者混合均勻。用聚炭酸酯膜將液體濾出 ,再將粘性混合物均勻轉移到炭紙上。在 100 下真空幹燥 ,最後在 350～360 ℃氬氣保護下熱處理 2 h。運用此法製得電池的陽極和陰極。 2. 3 　膜電極集合體的製備　在上述製備的電極表麵塗上一定量 Nafion 溶液 ,於 75 ℃真空幹燥 ,然後將陽極與陰極分別置於 Nafion117 膜的上、下側 ,放在熱壓機上進行熱壓 ,其溫度為 130 ℃,壓強為 5MPa , 時間為 90 s ,得到膜電極集合體。 2. 2. 4 　電化學測試　將膜電極集合體安裝到自製的燃料電池工作站上 ,采用恒電流極化方式測量陽極和陰極的極化曲線 ,陰陽極的增濕溫度為 90 ℃,工作溫度為 80 ℃,H2 、2 的壓力分別為 0.3 和 0.5 MPa。Table 1 　The physical properties of active carbon and catalysts 總孔體積樣　品平均孔徑電導率 Specific surface area Total pore volume Average pore diameter conductivity Samples (m2 ) (nm) S 鬆木炭 Pine carbon 　　　　 796 積到葫芦娃视频免费下载的表麵。表 1 　葫芦娃视频免费下载及相應催化劑的物理性質製得的催化劑的性能要比用 XC2比表麵積272,XC 炭的比表麵積和總孔體積比 XC2223.Πg5735炭大炭小後 , Pt2PineXC2,72272 要的因素因為同樣是使用鬆木炭作載體 ,陽極極化與Π　72)2272 炭作載體的差別較小 ,2陰極Specific(,催化劑的電大 ,如果電導率是主要的原因Π則陰、陽極的差別應有相同的規律。另外Πpine04Π272Pt1Πpine)而陰極差別卻非常到 ,鬆木炭的比表麵積要比Πcm, 72890.高。但由圖,,1總孔(0.557 XC 炭大約 4 倍體積要大約 1Π3carbon 表明 ,平均孔徑是一個重要的指標。PEMFC 中的電極反應牽涉到氣、液、固三相界麵 ,氣體或液體可能不易或甚至不能在太小的孔中擴散 ,因此 ,電極反應也就不能在這些微孔中進行。所以 ,雖然理論上認為大的比表麵積和總孔體積是有利的 ,但由於鬆木炭的比表麵積和總孔體積主要是由微孔貢獻的 ,而O2 PEMFC 的電極極化曲線這些微孔對電化學反應是無效的。由表 1 可看出 ,催化劑的比表麵積、總孔體積、平均孔徑都要比相應的葫芦娃视频免费下载小 ,這表明Π0.Pt)已經沉圖 1 為不同催化劑製成的陽極和陰極的極化曲線。可以看出 ,當電流密度低於 100 mA cm 時 ,兩種催化劑的極化基本相同 ,電池電壓均約為 0.7V。但當電流繼續增大時 ,Pt pine 電極迅速極化 ,性能急元　素灰分 C H O N Elemental Ash 鬆木炭 Pine carbon 91. 68 0. 46 2. 76 0. 136 4. 97 XC 722鬆木炭 12272 ,2OH 的含量基本相同 ,而 C = carbon 97. 96 25 1. 51 0. 041 0. 24 表 3 列出了兩種葫芦娃视频免费下载的灰分中主要雜質元素的含量。可以看出 ,其所含元素主要是鉀、鈣、鎂、阻塞有效反應區。因此 ,葫芦娃视频免费下载中較多的雜質元素的存在是不利於作催化劑載體的。團使葫芦娃视频免费下载的電阻增大13 ;影響ΠPt鬆木炭表麵含氧基團的含量明顯高於 Fe K Mg Mn Si Na 370 910 272 < 100 的作用2約低。而對本實驗的情況272 的電子狀態而起助催化 XC 72 炭 ,而相應的化劑的催化活性要遠差於 PtΠXC 催化劑 , XC 72 炭的大很多 ,這可能表明 Pt 催化劑在鬆木炭上分布不均勻 ,而在 XC27272Pt炭上的分布比較均勻。圖 2 是兩種葫芦娃视频免费下载的 SEM照片。由圖可以很明顯地看出 ,XC 72 炭的顆粒較小 ,且較均勻。而鬆木炭的顆粒較大 ,顆粒大小相差也較大。 72 炭少 6. 28 % ,而灰分卻多 4. 73 % ,約為2active20.O, 炭灰分含量的OH 倍。在兩種葫芦娃视频免费下载中230氧元素含量僅影響到催化劑的性能;此外 ,對某些電催化反應2 一些表麵基團可能通過改變2Π2.炭2,,因此 a. 鬆木炭 (pine carbon) 次於碳元素。表 2 　葫芦娃视频免费下载的主要元素和灰分含量 (wt %) 次2,32金屬氧化物或矽酸鹽在酸性環境中易於溶解H、使葫芦娃视频免费下载的部分孔道發生塌陷。鬆木炭含2Pt 導率要比相應的葫芦娃视频免费下载大。但 PtΠ,pine;b.1470XPS因此鋁、鐵、錳和矽。灰分中的元素主要以氧化物或矽酸鹽的形式存在2、因而能使葫芦娃视频免费下载的電導率降低。其　　　　Table 2 　Main composition of active carbons (wt %) = O、OH 4 種形式。含量最高的是脂肪族的 C XC 72 炭 XC272carbon 2 16 ,17 　　　　　Fig.2 　Scanning electron micrograph of (a) pine and (b) XC27224active carbons C = O、 COOH C H 的量比 % 的粒徑和分布280,COOH並且由於 Pt 在某一粒徑範圍內活性最高Pt ,從而表　葫芦娃视频免费下载灰分的主要元素組成(μg g) Table 3 　Main elemental composition in the ashes of 元　素 Al Ca Elemental Pine 650 XC 72 炭 XC carbon < 50 280 < 40 2 12 　450 表 4 　葫芦娃视频免费下载表麵基團及其含量 17 　Roy S C Harding A W , Russell2OhtaY,,ofThomas,Chemistry. , ElectrochemUniversity1997 , 144Changchun 7 　Giordano M , Passalacqua E , Alderucci V , Staiti P , Pina L , Mirzaiani H , Taylor E J , Wilemski G. Electrochim2Cleveland,N. C = O COOH 含量 Eb 含量 Eb 含量 (eV) Content ( %) (eV) Content ( %) 26. 1 287. 88 11. 4 289. 95 5. 1 properties of2,TAthe two active carbons were measured using several analysis techniques. It was found that the pore XC 72 炭 XC 72 carbon 284. 48 69. 7 285. 54 26. 7 287. 77 3. 6 - - 4 　結　　論在 PEMFC中 ,葫芦娃视频免费下载載體的物理性質和表麵化學性質對電催化劑的活性以及整個電池的性能有顯著的影響。孔徑適當、導電率高和表麵含氧基團較少的葫芦娃视频免费下载作載體製得的催化劑以及電極性能較好。 References 1 　Appleby A J , Lloyd A C , Dyer C K. Sci. Am. , 1999 ,281 :72～93 2 　Scherer G G. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. , 1990 ,94 :1008～1014 3 　Kenjo T Kawatsu K. Electrochim. Acta , 1985 , 30 :229～233 4 　McBreen J , Olender H , Srinivasan S. J . Appl. Electrochem. , 1981 ,11 :787～796 5 　Watanabe M , Tomikawa M , Motoo S. J . Electroanal. Chem. , 1985 , 195 :81～93 6 　Watanabe M , Makita K, Usami H , Motoo S. J . Electroanal. Chem. , 1986 , 197 :195～208. Acta 1991 , 36 :1049～1991 8 　Pebler A. J . Electrochem. Soc. , 1986 , 133 :9～17 9 　Kordesh K, Jahangir S , Schautz M. Electrochim. Acta , 1984 , 29 :1589～1596 10 　Uchida M , Aoyama Y, Tanabe M , Yanagihara N , Eda N Ohta. J . Electrochem. Soc. , 1995 , 142 :2572～2576 11 　Uchida M , Aoyama Y, Eda N , A. J . Electrochem. Soc. , 1995 ,142 :4143～4149 Electrochem. Soc. , 1996 , 143 :2245～2252 13 　Golden C , Jenkins R G, Otake J Scaroni A. Proceedings of the Workshop on the Electrochemistry of Carbon. Ohio : 14 　 P L ,Alderucci V , Giordano N , Cocke D L , Kim H. J . Appl. Electrochem. , 1994 , 24 :58～65 15 　Peuckert M ,Yoneda T , Betta R A D , Boudart M. J . Electrochem. Soc. ,1986 , 133 :944～947Electrochem. Soc. , 1994 , 141 :1517～1522 A E KM. J . Soc. , :2323～2328

上一篇：【葫芦娃视频免费下载】加熱再生裝置-移動床式下一篇：【葫芦娃视频免费下载】藥劑洗脫的化學法