燃料电池:从电催化到关键材料

介绍了在燃料电池关键材料与电催化方面的一些研究进展,特别是理论计算与实验研究相结合对燃料电池催化剂构效关系和聚合物电解质的研究.主要内容包括1 nm Pt颗粒的构效关系;Pd催化活性的电子调控与形貌剪裁;以及使用非贵金属催化剂的碱性聚合物电解质燃料电池研究等.     

碱性膜燃料电池阳极碳酸化模型研究

碱性聚电解质燃料电池（APEFC）近年来取得了可观的进展,但是在使用空气作为氧化剂工作时仍然面临着性能损失. 文献中已有多个理论试图解释性能损失的来源,但是缺乏定量化的分析. 本文根据实验发现和热力学及阳极反应的动力学分析,提出了分层的阳极碳酸化模型和方程组.模型的定量化模拟结果进一步和实验结果进行验证,提出了电池性能损失的可能原因.     

New ESR-Electrochemical Cell Designs for Coaxial Microwave Cavity

本文报道了一种适用于同轴微波腔的新型ＥＳＲ—电化学池的设计。工作电极的长度可调节，部分屏蔽微波辐射的功能由上下两个屏蔽套承担。除了传统的螺线管，工作电极还可由打孔的金属筒、金属网、甚至复合材料制成。对电极可根据需要置于共振腔的外面或里面。总之，新设计灵活实用，适合更多的研究场合。本文列举了一些应用实例。     

电化学现场时间分辨电子自旋共振波谱

在电子自旋共振对电化学暂态过程的研究中，人们通常将磁场固定在对研究信号敏感的位置，记录ＥＳＲ强度随时间的变化。这种作法常导致大量的信息遗失，不但得不完整ＥＳＲ谱线的变化，也很难分析多种磁物种共存的情况。     

近期热点文章

正Size-Dependent Surface Phase Change of Lithium Iron Phosphate during Carbon Coating J.Wang,J.Yang,Y.Tang,J.Liu,Y.Zhang,G.Liang,M.Gauthier,Y.K.Chen-Wiegart,M.N.Banis,X.Li,R.Li,J.Wang,T.K.Sham,X.Sun Nature Commun.DOI:10.1038/ncomms4451发现LiFePO4包碳过程的界面相变与活性物质的粒径有关,纳米粒子的界面稳定性较高,而微米粒子在高温包碳过程中界面发生明显变化.     

碱性聚合物电解质燃料电池电极疏水性对性能的影响

本文报道H₂-O₂型碱性聚合物电解质燃料电池（APEFC）电极疏水性对放电性能的影响. 以季铵化聚砜（QAPS）或自交联型季铵化聚砜（xQAPS）碱性聚电解质（APE）作为隔膜和电极中的电解质（Ionomer）、聚四氟乙烯（PTFE）作为疏水添加剂调控催化层疏水性. 结果表明,阳极催化层疏水性的增强有利于提升电池放电性能,而阴极催化层疏水性适中时电池性能最优. 采用疏水性较强的xQAPS作为电解质并在阳极催化层中添加适量PTFE疏水剂,在60 ^oC和100%相对湿度的条件下,280 mA·cm^-2电流密度时,电池最高功率密度达132 mW·cm^-2.     

锂嵌碳的磁共振研究

本文综述了十数年来电子自旋共振(ESR)和7Li核磁共振(7Li-NMR)技术用于锂嵌碳研究的进展.ESR研究发现锂嵌碳材料中存在两种电子自旋.一种来自碳材料中的载流子电子,称为Pauli自旋.从Pauli自旋的ESR强度可推算给定锂嵌碳样品的电子态密度曲线,并进而计算能带模型机理对该样品嵌锂容量的贡献.另一种来自局域化自旋,即Curie自旋,其与嵌锂位置的关系尚不清楚.7Li-NMR测试已发现几个不同的谱峰,其峰位和强度随碳样品性质和嵌锂深度而异.一般认为,45±5×10-6(即ppm,下同)处的NMR谱线源于深度嵌锂(在LixC6中x=0.5～1)石墨化结构中的Li+,属于Knight位移;而明显小于45×10-6的谱峰则可能是来自碳材料中石墨化微结构中低浓度Li+的Knight位移,也可能是于无序微结构中共价结合的Li的化学位移.ESR与7Li-NMR在研究锂嵌碳方面有很强的互补性,联合应用此两技术可望对深入认识锂嵌碳材料的构效关系作出新贡献.     

乳酸-丙酮-BrO3^——Mn^2^+-H2SO4化学振荡体系动力学研究

本文报道了与生命代谢过程密切相关的中间物参与的乳酸(以下简称LA)-丙酮(以下简称Act)-BrO3^--Mn^2^+-H2SO4新型化学振荡体系, 考察了振荡体系中诸反应物的初始浓度范围及影响因素, 获得诱导期、振荡周期、振荡寿命所对应的表观活化参数EIN, EP, EL分别为60.68kJ.mol^-^1, 61.03kJ.mol^-^1,135.80kJ.mol^-^1。分析了诱导期的新特征及可能的振荡反应机理。     

弛豫时间分布法分解固体氧化物燃料电池电化学阻抗谱

<正>电化学交流阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectrum,EIS)是非常实用的电化学表征技术之一,被广泛地用于科学研究当中。其工作原理是在很宽的频率范围内(mHz–MHz)获得一个小电流/电压偏置信号的响应特性1,据此信息可以获得不同时间尺度下发生的物理、电化学过程,包括物质运输、反应动力学甚至热力学过程等2。通过解析EIS数据确定反应历程,并获得相应参数的定量值(即扩散系数,反应速率常数等)是阐明反应过程本质的基础。用于解析EIS数据的最常用方法是等效电路模型法(Equivalent Circuit Method,