论文部分内容阅读
本文作者研究了以钙钛矿氧化物作为直接乙醇燃料电池阳极催化剂的性能。采用溶胶-凝胶法合成了催化剂SrRuO3、SrFeO3和SrCoO3。通过热重分析(TG)确定了干凝胶的焙烧温度;采用X射线衍射对生成的钙钛矿进行了物理表征,并对其催化性能进行了研究。
实验对碱性介质中乙醇的阳极氧化进行了研究。采用循环伏安和计时电流的分析方法,对以泡沫镍为集电体的Vulcan XC-72电极上乙醇的电化学行为作了分析,发现该电极对乙醇的阳极氧化没有催化作用。制备了以Vulcan XC-72为载体,钙钛矿氧化物为催化剂的电极,检测了这几种钙钛矿氧化物的催化性能,并以铂片电极、Pt/C和Ru/C电极作为对比。
在氢氧化钾溶液中SrRuO3/C表现出一定的电容性质。SrRuO3/C电极在乙醇溶液中0.0V左右阳极氧化电流密度不断增大,表明乙醇分子发生了氧化。电化学测试结果表明:在乙醇溶液中,阳极电流密度明显大于氢氧化钾溶液中的阳极电流密度,并且随着电极中SrRuO3含量的增加,阳极氧化电流密度也大幅度增加;在乙醇溶液中,SrRu03/C电极的电荷迁移阻抗明显降低;在0.4V电位下SrRuO3/C的计时电流密度高于Pt/C的计时电流密度。SrRuO3/C对乙醇电化学氧化具有良好的催化作用。
SrFeO3/C电极在乙醇溶液中0.0V下的阳极电流密度显著增大,表明有乙醇分子发生了氧化,通过对不同浓度乙醇溶液的计时电流作比较,进一步证实了SrFeO3对乙醇电化学氧化的催化作用。可以此为研究基础,开发应用于直接乙醇燃料电池阳极的非贵金属催化剂。
循环伏安、计时电流和交流阻抗结果表明:SrC003/C对乙醇的电化学氧化有催化作用。通过比较发现,SrFeO3/C对乙醇电化学氧化的催化性能要优于SrCoO3/C电极。
测试了Vulcan XC-72、活性炭和乙炔黑等不同载体的SrFeO3电极对乙醇电化学氧化的催化作用,发现以Vulcan XC-72和活性炭亲水性碳材料作为载体的电极对乙醇的阳极氧化有较好的催化性能。