鈷復(fù)合氧化物作為Al-H-,2-O-,2-半燃料電池陰極催化劑的研究.pdf

1、以H2O2替代氧氣作為陰極氧化劑的燃料電池，具有體積能量密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、不依賴空氣環(huán)境等突出優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用作水下和空間電源。目前，H2O2陰極催化劑存在價(jià)格昂貴和在催化H2O2直接電還原的同時(shí)也催化H2O2分解等問題。因此，研究對(duì)H2O2直接電還原具有高催化活性、良好的穩(wěn)定性、且對(duì)H2O2分解的催化活性低、以及廉價(jià)的催化劑具有重要意義。 本論文采用沉淀法制備了Co3O4，采用溶膠—凝膠法制備了NiCo2O4，利用 X

2、—射線衍射儀(XRD)、透射電鏡(TEM)等測(cè)試方法對(duì)所制備物質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，沉淀法制備的Co3O4和溶膠—凝膠法制備的NiCo2O4均為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，Co3O4和NiCo2O4的粒徑分別約為17nm和5nm。分別利用所制備的Co3O4和NiCo2O4作為H2O2電還原催化劑，制備了Co3O4/C/Ni和NiCo2O4/C/Ni電極，研究了在KOH電解質(zhì)溶液中電極上H2O2電化學(xué)還原反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)最佳的碳粉和催化劑比例

3、為3：7，最佳KOH電解液濃度為3mol·L-1。穩(wěn)定性測(cè)試表明，Co3O4/C/Ni和NiCo2O4/C/Ni電極在堿性電解液中對(duì)H2O2電還原具有優(yōu)良的催化活性和穩(wěn)定性，在H2O2濃度較低時(shí)(＜0.4mol·L-1)，電極上未觀測(cè)到H2O2分解，電極上發(fā)生的反應(yīng)主要為H2O2直接電還原反應(yīng)。 利用Co3O3/C/Ni、NiCo2O4/C/Ni電極作為陰極，設(shè)計(jì)、組裝和測(cè)試了Al-H2O2半燃料電池。結(jié)果表明，陽極使用LF6比