納米Au-Ni電極作為直接NaBH-,4--H-,2-O-,2-燃料電池催化劑的研究.pdf

1、直接NaBH4/H2O2燃料電池是一種采用液態(tài)燃料和氧化劑的新型燃料電池。NaBH4具有安全、無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，在干燥的狀態(tài)下運(yùn)輸方便，反應(yīng)活性高，并具有較高的能量密度和容量密度等優(yōu)點(diǎn)，H2O2反應(yīng)活化能低。但是NaBH4和H2O2都容易分解產(chǎn)生氣體，降低電池的性能。本論文主要研究直接NaBH4/H2O2燃料電池高性能電極。
　　 本論文分別以電沉積法和置換法制備了直接NaBH4/H2O2燃料電池陰陽(yáng)極催化劑Au/Ni，考察了

2、制備條件對(duì)催化劑形貌和性能的影響。電沉積法是以氯金酸，亞硫酸氨，檸檬酸為電沉積溶液?；瘜W(xué)置換法是以氯金酸溶液作為化學(xué)置換溶液，考察超聲，干燥時(shí)間，濃度，以及時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響。利用SEM、循環(huán)伏安圖分析了電極的結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)以及沉積層的物相成分，發(fā)現(xiàn)電沉積法制備的電極，泡沫鎳表面被致密的金覆蓋?；瘜W(xué)置換法可獲得顆粒大小在50nm左右的Au，并在泡沫鎳表面均勻分布。
　　 考察了兩種催化劑對(duì)NaBH4電氧化的催化性能，發(fā)現(xiàn)電沉積法制

3、得的Au/Ni催化NaBH4的起始電位在-0.6 V左右，當(dāng)NaBH4濃度為0.4 mol.dm-3，電位在-0.4 V時(shí)，電流密度是40mA.cm-2?；瘜W(xué)置換法獲得的最佳Au/Ni電極催化NaBH4氧化的起始電位在-1.2 V左右，當(dāng)NaBH4的濃度為0.05mol.dm-3，電位-0.8V時(shí)，電流達(dá)75 mA.cm-2。
　　 考察了兩種催化劑對(duì)H2O2電還原的催化性能。電沉積制備的電極催化H2O2的起始還原電位在-0.1

4、 V左右，當(dāng)濃度達(dá)到0.5 mol.dm-3時(shí)，極限擴(kuò)散電流密度達(dá)到-45mA.cm-2。置換法制備的電極催化H2O2還原得起始電位在-0.15V左右，當(dāng)H2O2的濃度是0.4 mol.dm-3時(shí)，能夠達(dá)到最大電流是70mA.cm-2。
　　 以置換反應(yīng)得到的電極組裝電池，當(dāng)NaBH4濃度為0.1～0.2 mol.dm-3，H2O2濃度是0.4 mol.dm-3，NaOH濃度為2mol.dm-3，溫度是40℃，在放電電流密度為1