煤炭、石油等化石燃料具有不可持續(xù)性,其使用已經(jīng)導致了嚴重的環(huán)境問題和氣候問題,因此開發(fā)環(huán)境友好型可再生能源是解決以上問題的有效手段。燃料電池是一種可以將燃料中的化學能直接轉換成電能的電化學反應裝置,因其具有無污染、轉換效率高、無噪聲等優(yōu)勢而受到世界各國科研人員的關注。糖類是生物質中儲量最多的一類,將其氧化產電是獲取其中能量的一種有效方法。近年來,以葡萄糖為代表的糖類燃料電池開始蓬勃發(fā)展,如何提高燃料電池工作效率是電池商業(yè)化生產的一大難題,糖類燃料電池放電效率和氧化程度是影響糖類燃料電池向前發(fā)展的重要因素�？梢酝ㄟ^加熱燃料或采用高效、穩(wěn)定的催化劑材料等方法促進燃料氧化提高糖類物質的氧化程度,從而提高糖類燃料電池的性能。本文借鑒生物糖代謝磷酸化過程,將甘油、葡萄糖分別與磷酸混合加熱,得到磷酸化燃料并將其用作電池燃料。首先以Pt/C作為陽極、MnO2作為空氣陰極材料構建糖類燃料電池反應裝置,初步探索磷酸對甘油和葡萄糖磷酸化的可行性,分析了甘油氧化產物、電池性能和磷酸化葡萄糖燃料電池性能。另外合成了 CeO2電極材料用作陽極催化劑,探究它對甘油和葡萄糖的氧化性能及磷酸化葡萄糖燃料電池的性能。磷... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１氫氧燃料電池原理示意圖網(wǎng)??

廣?２０“?Ｈ＊?＋?４ｅ?－??＾?２?Ｈ２〇?Ｎ??０２??圖１－１氫氧燃料電池原理示意圖網(wǎng)??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｍ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｘｙｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ網(wǎng)．??從氫氧燃料電池示意圖（圖１－１）中可以看出燃料電池是由陽極、陰極、電解質和外部電??路四部分組成。圖１－２是氫氧燃料電池裝置的結構單元，該裝置在能量轉化過程中，可以??直接將燃料的化學能通過氧化還原反應轉化為電能而不經(jīng)過中間做功的過程，因此燃料的??轉化率高，不會排放大量污染物。因此，燃料電池被認為是當今社會發(fā)展可替代化石能源??的新型裝置，是實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的新型能源技術。??

模使用的條件，目前被廣泛應用于電池中的生物質燃料有葡萄糖、纖維素等。目前直接葡??萄糖燃料電池主要在堿性條件下發(fā)生電化學反應（見式１－１，１－２），葡萄糖堿性燃料電池反??應如下圖１－４所示。??Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｉｉｉｒｅｎｔ??一?ｅ?，０Ｈ￣?ｅ＿??—Ｉ?—??Ｊｉ＇?ｅ－??〇Ｈ．??ＨＡ?（：紀」｜?ｅ．?ｅ．??ａｎｄ?ｈｅａｔ?ｏｕｔ?￣??＜－Ｔｉｇｇｇｉａ?／?個?＼?？??ａｎｏｄｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｈｌｅ?ｃａｔｈｏｄｅ??圖１－４直接堿性葡萄糖燃料電池示意圖％??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔ?ａｌｋａｌｉｎｅ?ｇｌｕｃｏｓｅ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ１９４１．??陽極反應：Ｃ６Ｈ１２０６?＋?３６?０Ｈ－?—６Ｃ０３２－?＋?２４Ｈ２０＋?２４ｅ－?１－１??陰極反應：６?０２?＋?２４ｅ－?＋?１２Ｈ２０?—２４?０Ｈ－?１－２??總反應：Ｃ６Ｈ１２０６?＋?６?０２?＋?１２?０Ｈ－?—６Ｃ０３２－?＋?１２?Ｈ２０?１－３??圖１－４顯示了直接堿性無膜葡萄糖燃料電池在兩極的化學反應，該體系中葡萄糖是被??氧化的燃料，氧氣是被還原的物質，二者形成葡萄糖－空氣燃料電池體系。在化學反應進程??中催化劑的穩(wěn)定性和催化性能對電池性能起到至關重要的作用【（�。埂�。??研究己經(jīng)實現(xiàn)了將葡萄糖中２４個電子有效地輸送到燃料電池電極表面，使葡萄糖儲??存的能量直接轉換為電能。近幾年來各種貴金屬催化劑和金屬合金復合材料用于葡萄糖燃??料氧化但是三個主要的問題阻礙了它的發(fā)展：（１）燃料的不完全氧化限制了整體發(fā)??電量


本文編號：3498116