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学科主题物理化学
一体式可再生燃料电池双效氧电极的研究
张益宁
2000-12-31
导师张华民
专业化学工程
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要开发高性能高稳定性的双效氧电极是发展一体式可再生燃料电池(URFC)所面临的主要挑战之一,本论文以提高双效氧电极催化剂的活性为目的,从催化剂的结构设计和制备工艺着手,开发了两个系列的双效催化剂,同时注重所开发的催化剂制备工艺在普通燃料电池中的应用。借助对URFC双效氧电极的认识,对电解水制氧用去极化空气阴极的结构及水管理进行了初步的研究。 制备了低Pt担载量的Pt/IrO2 (5 wt.% Pt),并将其与商业化Pt黑混合用作双效氧电极催化剂,通过对催化层空间的有效利用,提高了URFC在燃料电池模式下的性能。在优化制备工艺的基础上,进一步提高Pt 的担载量将其直接用作双效催化剂,兼顾电池性能的同时实现了催化剂的完全自主制备。 在添加少量Nafion作为保护剂的条件下,通过对工艺的优化,制备了粒径可控的Nafion-Pt和Nafion-Ir纳米粒子,获得了较高的电化学活性,进一步制备了Nafion-PtIr双效催化剂,反应产物溶液经透析去除杂质后,无需干燥,无需再去除或添加Nafion可直接用于催化层的制备。将所开发的工艺应用于制备Nafion-M/C型催化剂并用于普通燃料电池阴极,提高了催化剂的利用率和电池性能。 将厚层憎水和薄层亲水电极制备技术应用于电解水制氧用去极化空气阴极,改变进气空气的增湿程度,通过对电池性能的对比分析,考察了电极结构及增湿气对电极内水管理的影响。结果表明,采用薄层亲水电极干气进气具有最优的综合性能。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/115065
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
张益宁. 一体式可再生燃料电池双效氧电极的研究[D]. 中国科学院研究生院,2000.
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