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相似文献
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1.
聚合物电解质膜燃料电池薄电极制备技术的研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
为降低聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC)电极中铂的载量 ,本文建立一种新的薄电极制备技术 (TEFT) ,制备了表面平滑、颗粒分布均匀的低铂载量电极 .结果表明当电极的铂载量为 1mg/cm2 ,用Nafion 117膜作电解质时 ,电池的最大功率密度达 0 30W·cm-2 .系统地考察了阴极中不同PTFE和Nafion含量对PEMFC性能的影响 .  相似文献   

2.
采用离子交换-电沉积的方法(Ion-exchange/electrodeposition,IEE)制备了一种高Pt利用率催化电极,对所制备电极的表面形貌、催化活性及单电池性能用线性扫描伏安(LSV)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和单电池测试进行了表征. 结果表明,通过电极制备工艺和离子交换-电沉积参数的调控,能够消除碳载体表面官能团的影响,使铂阳离子只与全氟磺酸树脂(Nafion)上的H+进行交换. 在无铂离子的电解质中,将被交换的铂阳离子还原到与Nafion接触的碳载体上,使每一个铂纳米粒子都处于气体多孔电极的三相界面上,有效地调控铂纳米粒子的尺寸和分散度. 单电池测试表明,以铂载量为0.014 mgPt•cm-2的IEE电极组装的电池的输出功率与铂载量为0.3 mgPt•cm-2的Nafion粘接Pt/C电极相当.  相似文献   

3.
建立了多壁碳纳米管(MWNTs)负载铂二二氧化钌纳米颗粒的液相化学还原法.以Nafion为固定剂,将Pt-RuO2/MWNTs复合材料修饰于玻碳电极的表面,制备了一种无酶型葡萄糖传感器.实验表明:复合材料修饰的电极对葡萄糖响应电流明显,并且受抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的干扰小.本实验采用安培法测定葡萄糖,线性范围为2 0×10 3~1.0×10-2 mol/L(R~0.9965);灵敏度为119.26 μA cm-2(mmol/L)-1;检出限为1.25×10 -5 mol/L(信噪比为3);响应时间为4.8 s.PtRuO2/MWNTs修饰电极可作为性能良好的无酶型葡萄糖传感器.  相似文献   

4.
采用辉光放电等离子体聚合方法 ,以 C2 H4 和 NH3 为单体 ,在 Nafion TM膜表面沉积一层含氨基及酰氨基的类聚乙烯阴离子交换膜 ,提高了 Nafion TM膜对阳离子的选择性 ,同时不显著增加膜电阻 .由 SEM确定该等离子体聚合膜厚约 0 .5μm,用红外光谱及 X光电子能谱表征膜结构 .采用四电极法测量膜电阻 ,膜对质子的选择性由 Cu2 + 的迁移数 t Cu表征 ,用二室隔膜装置 (0 .2 5mol/L Cu Cl2 -0 .5mol/L HCl|等离子体处理膜 |1 mol/L HCl)测量 t Cu. O2 等离子体预处理 Nafion TM膜有利于沉积膜在 Nafion TM膜上的沉积并与 Nafion TM膜紧密结合 .经改性后的 Nafion TM膜电阻值仍然很小 ,在 1 mol/L HCl溶液中电阻小于 0 .5Ω· cm2  相似文献   

5.
用涂覆加压成型方法制备了具有钙钛矿结构的 La1 - x Srx Co O3多孔气体扩散电极 ,测定了它们的稳态阴极极化曲线和循环伏安图谱。通过对多孔铂电极与 La1 - x Srx Co O3多孔气体扩散电极的相关曲线的对照分析 ,得出了L a1 - x Srx Co O3在碱性条件下 ,具有比铂更好的氧还原催化活性的结论。并计算出 L a1 - x Srx Co O3多孔电极的表观交换电流密度 i0 =7.6 8× 1 0 - 4 A/cm2 ,比同样条件下的铂电极的 i0 高 3~ 4个数量级。  相似文献   

6.
直接甲醇燃料电池新型聚合物膜的研究   总被引:13,自引:0,他引:13  
李磊  张军  吴洪  王宇新 《电化学》2002,8(2):177-181
通过溶液共混方法 ,制备了聚偏氟乙烯与聚苯乙烯磺酸 (PVDF_PSSA)、聚偏氟乙烯与Nafion(PVDF_Nafion)两种共混膜 .研究了膜组成对膜电导率和甲醇透过率的影响 .与Nafion 1 1 7膜相比 ,PVDF_Nafion共混膜在Nafion含量为 2 5wt%时 ,电导率σ下降 2个数量级 ,而甲醇透过率P却降低 3个数量级 .若以 (σ/P)为综合指标 ,则PVDF_Nafion共混膜和PVDF_PSSA共混膜的综合性能分别比Nafion 1 1 7膜高约 4 0倍、1 6倍  相似文献   

7.
利用三明治电池和伏安法测试了不同制备条件的Nafion基氧化还原聚合物膜在空气中的电荷传输性能. 研究结果表明, 混合适量聚乙二醇(PEG)的Nafion基金属联吡啶配合物{Nafion[M(bpy)2+3, PEG](M=Ru, Fe)}膜的表观电荷传递扩散系数(Dct)达到10-6-10-7 cm2·s-1 , 电子或空穴迁移率(μ)达到10-4-10-5 cm2·V-1·s-1. 在导电玻璃(ITO)电极与Nafion基氧化还原聚合物膜界面引入一层导电聚苯胺(PANI)后, 降低了其接触电阻, 使氧化还原聚合物膜的Dct提高至10-5-10-6 cm2·s-1, μ提高至10-3-10-4 cm2·V-1·s-1, 且工作电流提高了近两个数量级. 该固态氧化还原聚合物膜的性能比较稳定, 在空气中放置30天后其Dct和μ降低得很少.  相似文献   

8.
Nafion膜修饰电极的制备及其通透性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
制备Nafion 膜修饰玻碳电极,并研究其对多种电活性物质的通透性.以一系列不同浓度(质量分数分别为O.5%、2%、3%、5%)的Nafion 溶液,采用滴涂或蘸涂方式制成Nafion 膜修饰玻碳电极.利用循环伏安法,通过测定铁氰化钾、抗坏血酸、多巴胺等电活性物质在玻碳电极和不同厚度Nafion 膜修饰电极表面的响应情...  相似文献   

9.
以含有异丙基溴侧基的聚醚醚酮为原子转移自由基聚合(ATRP)大分子引发剂,通过ATRP法在聚醚醚酮主链上接枝引入聚苯乙烯磺酸钠侧链,得到侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜(SSPEEK).采用溶液共混法在SSPEEK膜中引入钠基蒙脱土(Na-MMT),制备SSPEEK/Na-MMT钒电池质子交换复合膜.热重分析表明,复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜显示,Na-MMT均匀分散在SSPEEK中.复合膜的钒离子渗透率由SSPEEK膜的1.24×10-5cm2·min-1降为4.88×10-6cm2·min-1,低于Nafion117膜的钒离子渗透率,阻钒能力优于Nafion117膜.电流密度为30 m A·cm-2时,以复合膜组装的电池的放电时间为215 min,长于Nafion117膜的198 min.在高放电电流密度下SSPEEK/Na-MMT膜的库伦效率与Nafion117膜相当.  相似文献   

10.
研究了铂络合物PtL1 L22+(L1=4 甲氧基苯基 6 苯基 2,2’ 联吡啶,L2 =吡啶)和磺酸丙基紫精(PVS0)在Nafion膜中进行的光致电子转移和电荷分离.Nafion膜被水溶胀后形成类似反胶束的结构,其空腔表面带有负电荷.将带有正电荷的电子给体PtL1 L22+吸附到膜中,电中性的受体PVS0 溶于水中,采用带有正电荷的N,N’ 四亚甲基 2,2’ 联吡啶(DQ2+)作为电荷载体,并且也被吸附到膜内.激发PtL1 L22+导致与DQ2+发生电子转移,生成的DQ 迁移到Nafion膜 水溶液界面并将电子传给受体PVS0,生成的PVS被Nafion膜表面负电荷排斥从而阻止电荷回传.电子转移产物PtL1 L23+位于膜中,PVS位于溶液中,两者隔离,电荷分离状态的寿命可长达几天.  相似文献   

11.
高性能质子交换膜燃料电池   总被引:5,自引:0,他引:5  
于景荣 《电化学》1999,5(4):448-454
用全氟碘酸质子交换膜作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)电解质,简化了水和电解质的管理。本文研究了该燃料电池质子交换膜厚度对电池性能影响;性能最佳的Nafion112膜和低铂载量E-TEK电极组装的PEMFC,在输出功率高达0.95W/cm^2;同时考察了电池的能量转换效率、E-TEK电极中铂电催化剂利用率和电池的稳定性。  相似文献   

12.
Proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) recently have been studied extensively because of their high performance[1-3]. Since a small contacting area between the platinum catalyst and polymer electrolyte in PEMFCs, the platinum utilization is very important for this kind of cells. In order to improve the platinum utilization, Nafion solution is often impregnated into the gas-diffusion electrodes of PEMFCs. We introduced a partially immersed Nafion-coated electrode, Nafion/Pt/HOPG(highly oriented pyrolytic graphite) as a model electrode in PEMFC, to examine the effects of Nafion coating on the mass transport of hydrogen and proton at the meniscus and supermeniscus formed on the electrodes.  相似文献   

13.
采用Nafion粘结剂的PEMFC氧电极研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
研究了聚合物电解质燃料电池(PEMFC)中以Nation溶液取代PTFE乳液作粘结剂的效果.并对催化剂层内Nafion含量进行了优化,同时探讨了气体工作压力和离子交换膜的影响,实验发现:1.使用Nafion溶液后显著提高电池性能,Nafion含量为2mg·cm-2时性能技好;2.气体压力增大改善了电池位能;3.使用Nafion115膜的电池性能优于使用Nafion117膜的电池.要进一步提高电池性能,减小欧姆控制区的斜率是必要的.  相似文献   

14.
正交设计法优化PEMFC催化层的最佳配比   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用正交实验设计法优选PEMFC电极催化层制备的最佳条件.实验证实亲水电极(催化层中不含PTFE)性能优于疏水电极.在该工艺条件下,当Nafion的含量为1.4mg·cm-2,Pt含量为0.4mg·cm-2时,以常压的H2和空气分别作为燃料气和氧化剂,电池的最高功率可达到0.37W·cm-2.研究表明,提高Pt/C中的Pt含量将是提高催化剂性能的有效途径.  相似文献   

15.
Electrospun materials have been gaining great interest in the energy sector. Their tunability and robustness make them highly attractive, particularly for proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC) electrodes. Conventional PEMFC electrodes, prepared by either spraying, painting, or slot-die coating, have not yet met the needs of large-scale PEMFC use. Electrospinning of fibrous materials has already shown great promise as an alternative methodology for electrode fabrication. Electrospinning has been used in fuel cell electrodes through two primary means: (1) segmented carbon or inorganic fibers to serve as precious metal catalyst support, and (2) high aspect ratio polymer/particle fibers to serve directly as the electrode. The use of electrospun fibrous electrodes has led to improved PEMFC durability and increased power output at low catalyst loadings, both of which are of paramount importance to large-scale commercialization of PEMFC electric vehicles.  相似文献   

16.
采用直接喷涂法将催化剂涂覆在质子交换膜上形成CCM(catalyst coated membrane),CCM与碳纸扩散层组成膜电极用于质子交换膜燃料电池.制备CCM的混合液由质量分数20%的Pt/C催化剂、质量分数5%的Nafion溶液、有机溶剂和水组成.不同的有机溶剂(乙醇、异丙醇和叔丁醇)、有机溶剂的含量、溶剂的...  相似文献   

17.
唐倩  韩明  衣宝廉  林治银 《电化学》2001,7(3):351-357
本文发展了一种利用毛细作用于自制的疏水电极催化层中浸渍质子导体新方法 ,该电极用于PEMFC ,与传统的喷涂法相比 ,电池性能高 .循环伏安法测得催化剂利用率高 ,电极横截面的SEM和EDX对硫和催化剂铂的线形扫描分析发现 ,该情况下树脂在催化层中分布比较均匀 ,且几乎与催化剂铂的分布深度接近 ,而树脂在传统方法所得的电极催化层中则分布不均匀 ,而且渗进了扩散层 ,极易在阴极被水淹没 (flood)  相似文献   

18.
Results of calculating the major overall characteristics of both an individual cathode and the whole hydrogen-oxygen (air) fuel cell with Nafion and platinum are shown. The effect of varying the parameters of both the active layer and the polymeric-electrolyte membrane on the overall characteristics of such a fuel cell is analyzed. The mechanisms of operation of active layers of hydrophobized cathodes and cathodes containing Nafion are compared. These two electrode types demonstrate a qualitative difference in the current generation mechanisms. As a result, the current in cathodes with Nafion increases more actively with the increase in over-potential (in proportion with exp [η0/2], where η0 is the cathodic overpotential) as compared with the case of hydrophobized cathodes (here the current ~ exp[η0/4]). This explains the fact that a fuel cell with Nafion demonstrates so high power characteristics as compared with a fuel cell with hydrophobized electrodes and liquid electrolyte.  相似文献   

19.
A simple one-dimensional model of the impedance of a hydrogen/Nafion electrode is set up combining the usual Maxwell-Wagner approach for linear, homogeneous, and isotropic media with the linearized Butler-Volmer equation for the interfacial, electrochemical reaction. Only one relaxation semicircle is normally seen in the Nyquist diagram, but a low-frequency arc may appear at high overvoltages. The model is described by only two dimensionless parameters (in addition to the dimensionless frequency). These parameters are related to the double-layer capacitance and to the interfacial electrochemical reaction rate, respectively. With some adjustments, the model can be used to explain the observed equilibrium impedance from 40 to 70 degrees C of a symmetric cell of the type C/Pt/H(2)|Nafion 117/H(2)/Pt/C. The hydrogen electrodes in this cell were built up as a disperse multiphase region (carbon, platinum grains, Nafion 117, and hydrogen gas) as commonly done in solid polymer fuel cells.  相似文献   

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