直接硼氢化物燃料电池

直接硼氢化物燃料电池是一种新型的燃料电池，具有理论比能量高，产物清洁无污染，燃料易于储存和运输等特点，可广泛应用于小型便携式电子产品和移动电源,近年来受到越来越多研究者的关注。本文在介绍了直接硼氢化物燃料电池工作原理的基础上讨论了阳极催化剂、阴极催化剂的研究进展，并探讨了电解液和温度等条件对电池性能的影响，简要分析了发展直接硼氢化物燃料电池面临的主要问题。     

纳米Au粒子作为直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C, 并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂. 通过X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析, 结果表明10～20 nm的纳米Au粒子均匀地分散在Vulcan XC-72R碳黑表面上. 循环伏安测试表明, 在0.5 mol•L－1 H2SO4和2 mol•L－1 H2O2混合溶液中, 纳米Au/C在0.85 V处表现较强的不可逆还原电流. 以纳米Au/C为阴极催化剂, AB5储氢合金为阳极催化剂制成直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池. 电池在30 ℃下的最大功率密度可达到78.6 mW•cm－2. 当电池工作温度升高至50 ℃时, 电池的最大功率密度超过120 mW•cm－2. 此外, 研究了阴极溶液中H2SO4和H2O2浓度对电池性能的影响. 当阴极溶液中H2SO4浓度小于0.5 mol•L－1时, 酸浓度对电池性能影响较大; H2O2浓度对电池性能影响较小. 确定了阴极溶液中H2SO4和H2O2的最佳浓度分别为0.5和2 mol•L－1.     

新型多孔碳材料——碳化物骨架碳

碳化物骨架碳是近年来开发的一种具有纳米结构的新型多孔碳骨架材料.该材料以多种碳化物为前驱体,在150-1650 ℃用卤素、超临界水蒸气或刻蚀剂于低压或真空下将碳化物中的非碳原子移出,在原子水平调控碳化物骨架碳结构.该材料具有成本低、比表面积大、孔径分布窄且精确可调等特点.本文介绍了不同碳化物前驱体制备骨架碳的工艺及骨架碳的孔隙率、比表面积和孔径分布等性质,并讨论了碳化物骨架碳在储氢、超级电容器和摩擦磨损等领域的应用.     

模板法制备中孔碳材料

模板法为各种中孔碳材料的可控和定向合成开辟了一条新的技术途径,近几年来已经成为国内外材料制备领域研究的热点之一.中孔碳材料具有孔道排列规则有序、孔径分布窄和比表面积高等特点而被广泛应用于气体分离、催化剂载体、吸附、色谱分析、超级电容器以及燃料电池等很多方面.本文综述了近几年来国内外模板法制备中孔碳材料的研究进展,重点阐述了模板法的种类,中孔碳材料的合成机理、方法以及中孔碳材料在生物、催化和电子能源等领域的应用,并分析了模板法制备中孔碳材料的发展趋势,认为中孔分子筛模板法和软模板法是未来制备中孔碳材料的重要方向.