因為環(huán)境污染和資源短缺等問題,開發(fā)新能源是大勢所趨,其中燃料電池具有清潔無污染、能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點得到廣泛關(guān)注。但傳統(tǒng)的氫燃料存在危險、儲運、成本等問題,甲醇燃料存在滲透、毒性等問題,而使用包括抗壞血酸(AA)在內(nèi)的生物質(zhì)替代燃料是一種可能的解決方案。AA具有還原性強、無毒、廉價的優(yōu)點,因此具有應(yīng)用潛力。直接抗壞血酸燃料電池(DAAFC)是一種將AA的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置,目前DAAFC還存在功率密度低、成本高等問題。針對這些問題本論文使用酸處理碳(ATC)作為陽極電催化劑組裝了堿性工作條件的DAAFC,并對AA的化學(xué)氧化活化能(Ea_Chem)和電化學(xué)氧化活化能(Ea_Elec)進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容如下:(1)使用4 M的HNO₃溶液對商業(yè)碳黑BP2000進(jìn)行了酸處理,獲得ATC。酸處理在碳表面產(chǎn)生了豐富的含氧基團(tuán),改善了其電催化活性和親水性。將ATC首次用作堿性膜DAAFC的陽極電催化劑,并且對DAAFC中一系列參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,當(dāng)燃料采用0.5 M AA和1 M NaOH、催化劑采用ATC、ATC載量為0.5 m...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 液體燃料電池
        1.1.1 甲醇燃料電池
        1.1.2 衍生的小分子液體燃料電池
    1.2 生物質(zhì)燃料電池
        1.2.1 概念
        1.2.2 直接生物質(zhì)燃料電池
        1.2.3 發(fā)展瓶頸
    1.3 抗壞血酸燃料電池
        1.3.1 抗壞血酸和直接抗壞血酸燃料電池簡介
        1.3.2 陽極電催化劑
        1.3.3 單池工藝
    1.4 酸處理碳應(yīng)用于直接抗壞血酸燃料電池
        1.4.1 應(yīng)用實例
        1.4.2 碳的其他酸處理方法和效果
    1.5 本論文的研究
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑材料和儀器
        2.1.1 實驗試劑和材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 表征和分析
    2.3 性能測試
3 酸處理碳應(yīng)用于堿性抗壞血酸燃料電池
    3.1 酸處理碳作為陽極電催化劑的堿性抗壞血酸燃料電池
        3.1.1 陽極電催化劑的制備和處理
        3.1.2 陽極擴散層的制備和處理
        3.1.3 膜電極制備和單池組裝
    3.2 表征結(jié)果討論
        3.2.1 酸處理影響
        3.2.2 官能團(tuán)
        3.2.3 擴散層親水性
    3.3 單池工藝
        3.3.1 陽極電催化劑
        3.3.2 工藝改進(jìn)
        3.3.3 耐久性
    3.4 本章小結(jié)
4 抗壞血酸氧化的活化能分析
    4.1 堿性條件抗壞血酸的化學(xué)氧化
        4.1.1 抗壞血酸的紫外可見光光譜
        4.1.2 紫外可見光光譜測定活化能
    4.2 堿性條件抗壞血酸的電化學(xué)氧化
        4.2.1 電化學(xué)阻抗譜應(yīng)用于活化能研究
        4.2.2 抗壞血酸燃料電池阻抗譜
        4.2.3 活化能計算
    4.3 本章小結(jié)
5 直接抗壞血酸燃料電池的拓展研究
    5.1 摻氮碳材料
    5.2 Pd基材料
    5.3 酸處理碳應(yīng)用于直接檸檬酸燃料電池
結(jié)論
附錄 主要符號的意義和單位
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3902565