添加劑對(duì)DBFC鎳陽極催化性能的影響.pdf

1、直接硼氫化物燃料電池(DBFC)是一種新型的高比能便攜式燃料電池，因理論電壓和比能量高，燃料易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢(shì)，成為近年來國(guó)內(nèi)外燃料電池領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。理論上BH–4的電化學(xué)氧化是8電子反應(yīng)，但實(shí)際上由于所用陽極催化劑的不同，BH–4電氧化所釋放的電子數(shù)不同。因此陽極催化劑的研究對(duì)DBFC的應(yīng)用顯得尤為重要。因貴金屬價(jià)格昂貴，所以研究非貴金屬陽極催化劑是降低DBFC生產(chǎn)成本的重要途徑，因此本論文中選用較廉價(jià)的非貴金屬鎳（Ni）作陽極催

2、化劑，對(duì)其催化性能進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，采用循環(huán)伏安法研究了堿性介質(zhì)中Ni對(duì)BH–4電化學(xué)氧化反應(yīng)的催化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：BH–4在Ni上電化學(xué)氧化的循環(huán)伏安曲線只有一個(gè)氧化峰，峰電位約為-0.7V，回掃過程中沒有峰；而在Pt電極上，BH–4的電化學(xué)氧化過程存在兩個(gè)峰，峰電位在-0.4~0V范圍內(nèi)，而且回掃時(shí)也出現(xiàn)了兩個(gè)氧化峰。這表明：BH–4在Ni上的氧化過程比Pt上的簡(jiǎn)單，氧化峰電位更負(fù)。
　　其次，由于Ni金屬在

3、堿性介質(zhì)中易被腐蝕，從而失去對(duì)BH–4電化學(xué)氧化的催化活性，所以采用循環(huán)伏安法研究了胺基類、醇類、氨基酸及醇胺類有機(jī)物添加劑對(duì)堿性介質(zhì)中Ni催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：六次甲基四胺、三乙烯四胺及甘氨酸能促進(jìn)BH–4的電化學(xué)氧化，但不能抑制Ni金屬的腐蝕；乙醇和丙三醇不僅不能改善Ni的催化穩(wěn)定性，而且還阻礙了BH–4的電化學(xué)氧化；乙醇胺（MEA）能夠有效改善Ni的催化穩(wěn)定性，但不能促進(jìn)BH–4的電化學(xué)氧化；
　　最后，采用循環(huán)伏安

4、、交流阻抗及恒電流放電等電化學(xué)測(cè)試方法研究了乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和三乙醇胺（TEA）三種添加劑對(duì)Ni催化性能的影響。研究結(jié)果表明：三種添加劑均能有效地抑制堿性介質(zhì)中Ni的腐蝕，其最佳濃度范圍依次為：0.0494~0.0606mol/L、0.0618~0.0759mol/L、0.0643~0.0738mol/L。研究還結(jié)果表明：TEA添加劑的效果最好，不僅能有效抑制Ni金屬的腐蝕，還能促進(jìn)BH–4的電化學(xué)氧化。X-射線衍射