鋅-空氣電池陰極催化劑的研究.pdf

1、鋅-空氣電池因具有質(zhì)量輕、高比能量、高比功率、安全及綠色環(huán)保等優(yōu)點而受到廣泛關注，鋅-空氣電池系統(tǒng)還作為高能電池成功地應用于電動汽車動力電池。尋求廉價、高效、性能穩(wěn)定的氧電極催化劑一直是鋅-空氣電池研究的熱點。研究表明，昂貴的Pt 是催化活性最高的催化劑，但是由于價格昂貴而無法廣泛使用。近來，不含貴金屬的過渡金屬氧化物由于對氧還原具有很好的催化活性而得到深入研究。 本文采用共沉淀法和溶膠-凝膠法合成了一系列過渡金屬復合氧化物，如

2、NixAl1-xMn2O4, Ni0.2Al0.8Mn2-XCoXO4, NiXMnCo2-XO4 和La0.8Sr0.2Mn1-xNixO3,等作空氣電極催化劑。合成的催化劑用X-射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、紅外光譜（IR）及激光粒度分布測試等進行結(jié)構分析和物理表征，用線性電位掃描技術研究催化劑對氧還原的催化性能。 紅外測試和X- 射線衍射測試表明， NixAl1-xMn2O4 ，Ni0.2Al0.8Mn2-XCo

3、XO4 ， NiXMnCo2-XO4 為尖晶石型結(jié)構，La0.8Sr0.2Mn1-xNixO3 為鈣鈦礦型結(jié)構。電化學研究表明，NixAl1-xMn2O4對氧還原具有較好的催化活性，當x 值較低時（即少量的Ni 的摻雜時）氧化物的催化性較高。取催化活性較高的Ni0.2Al0.8Mn2O4，繼續(xù)摻雜Co 部分取代Mn，根據(jù)熱重（TG）和差熱（DTA）測試結(jié)果，在450℃下低溫熱處理合成復合氧化物，電化學測試發(fā)現(xiàn)，當x=0.6 時，氧化物的

4、催化活性最好。 用溶膠-凝膠法制備的NiXMnCo2-XO4(0≤x≤1.4)有較窄的粒徑分布，粒徑在8～12μm 之間，當x=1.0 時，氧化物的催化活性最高。用溶膠-凝膠法合成了鈣鈦礦型復合氧化物La0.8Sr0.2Mn1-xNixO3(0≤x≤1)催化劑，用循環(huán)伏安方法測試了含催化劑的單層電極的表面粗糙因子。電化學測試結(jié)果表明，在La0.8Sr0.2MnO3 的基礎上進行B 位Ni 摻雜部分取代Mn 能有效的改善催化劑的催