甲醇浓度对被动式自呼吸直接甲醇燃料电池性能的影响

依据单电池测试结果和甲醇传质理论考察了甲醇溶液的浓度对被动式自呼吸直接甲醇燃料电池（DMFC）性能的影响.研究结果表明,电池的法拉第效率和能量转化效率会随着浓度的增大而降低,采用4mol/L的甲醇溶液实现了最大的放电功率13.9mW/cm^2,并能在60mA下稳定放电长达20h.这取决于电池运行过程中电极内部的甲醇传质和甲醇透过的共同作用.     

分级三维结构高活性自支撑NiOxHy电化学析氧催化电极制备研究

氢能技术是当前最具前景的洁净能源技术之一,而电解水制氢作为其中的关键一环,其阴阳极的两个半反应对贵金属的过分依赖极大地限制了电解水技术的商业化应用。为寻求低成本、耐用和高效的替代材料,以泡沫镍为镍源,使用苯甲醇作为有机溶剂,在水热条件下实现泡沫镍表面的有机无机界面反应,生长得到了分级三维结构NiO_xH_y。这种分级三维结构可以增加自支撑催化电极的电化学析氧反应(OER)活性。同时,由于NiO_xH_y是原位生长在泡沫镍基底上,催化剂表现出卓越的稳定性。通过一系列的电化学测试可知,得到的NiO_xH_y是一种高活性、高稳定性的碱性OER催化剂,具备在商业电解池中使用的潜力。     

自呼吸直接甲醇燃料电池膜电极的优化(英文)

针对空气自呼吸式直接甲醇燃料电池甲醇易渗透和阴极易水淹的特点,通过对催化层催化剂载量、阴极微孔层、阳极微孔层和膜等因素进行调控,对膜电极结构和性能的进行了优化.结果表明,使用高载量催化剂能有效降低甲醇渗透,但载量过高会引起传质阻力.当阳极微孔层PTFE含量为30%(bymass)时,可以有效促进CO2的均一析出,从而降低甲醇浓度梯度,减小甲醇透过.综合考虑甲醇渗透和阴极自返水,经优化后所得MEA在室温时自呼吸工作条件下,比功率密度达到33mW·cm-2,最优甲醇工作浓度为4mol·L-1.     

过渡金属磷酸盐电解水催化剂调控策略研究进展

长期以来,过渡金属磷酸盐因其安全清洁、低廉高效的优点在电解水催化剂领域备受研究者们的关注。磷酸盐中的磷酸基团具有独特的原子几何结构、较强的协调性以及多种取向性,使其有利于稳定过渡金属的中间价态并加速质子传导速率。然而其电导率差、孔隙率低的缺点则促使研究者们探究设计更加高效的过渡金属磷酸盐电催化剂。虽然科研人员为此投入了大量的时间和精力,在过渡金属磷酸盐电催化剂高效开发利用上仍有许多问题亟待解决。在此,结合过渡金属磷酸盐电催化剂近10年的最新研究进展,重点从形貌调控、缺陷工程和界面工程等几方面介绍了近几年科研工作者对于磷酸盐的开发设计策略。同时,从科学研究及实际应用方面讨论了该类催化剂在未来材料领域需要面对的机遇与挑战。     

贵金属电化学固氮催化剂的研究进展

氨是一种非常重要的化工原料,其在工业和农业方面都有比较广泛的应用,又由于其氢含量比较高,也有成为储氢材料的潜力。目前工业上合成氨方法不仅耗能巨大,同时还会产生副产物CO₂加剧温室效应。为了解决传统工业合成氨的缺点,近些年科学家将目光放在了电化学催化固氮合成氨上,其能够在温和环境下直接通过N2和H₂O反应合成氨,是一种清洁并且可再生利用的方法。N2性质比较稳定,具有非常大的键能,同时在溶液中具有比较强的氢合成的竞争反应,故电化学催化合成氨的氨生成速率以及法拉第效率比较低,要达到工业合成氨的标准还有很大的距离。为了提高催化剂的催化性能以及选择性能,科学家对电化学固氮催化剂开展了大量研究,其中,贵金属催化剂由于其具有比较高的氨合成速率和法拉第效率,同时在溶液有很强的稳定性,受到了比较高的关注。主要综述了电化学合成氨方面,贵金属催化剂的研究进展以及各个催化剂的性能和催化机理并就贵金属催化剂的缺点以及后续研究方向提出了几点展望。