直接甲醇燃料電池陰極氧化劑為空氣中的氧氣,空氣中少量氮氧化物對電池有毒化作用。考察了恒流放電運行模式下二氧化氮對電池性能的影響,利用循環(huán)伏安掃描和電化學(xué)阻抗譜分析NO₂毒化作用機制。研究表明,電池陰極催化劑Pt表面存在少量NO₂吸附,對電化學(xué)活性比表面積及氧還原反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移電阻造成一定影響,導(dǎo)致電池恒流運行中電池電壓加速衰減。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

圖３?ＮＯｅ毒化前后循環(huán)伏安掃描圖??表１?Ｎ０２毒化前后及循環(huán)伏安掃描后??￡ＣＳ／＼計算及／？３??似合結(jié)果??

４５．２?ｍ２／ｇ，依舊有６．２％的損失，可??能是因為碳載體腐蝕或催化劑Ｐｔ聚集等原因造成的。??ｖｒｖ??圖３?ＮＯｅ毒化前后循環(huán)伏安掃描圖??表１?Ｎ０２毒化前后及循環(huán)伏安掃描后??￡ＣＳ／＼計算及／？３??似合結(jié)果??階段??ＥＣＳＡ／（ｍ２－ｇ￣１）??Ｒ３／ｎ??毒化前??４８．２４５?２??０．１７４?９??毒化后??４３．８９１?３??０．１７８?４??ＣＶ掃描后??４５．２１８?２??０．１７５?２??由Ｎ〇２毒化前后及循環(huán)伏安掃描恢復(fù)后電化學(xué)阻抗譜??（圖４）可知，毒化后與毒化前相比中頻區(qū)弧的半徑增加幅度較??小，循環(huán)伏安掃描恢復(fù)后半徑也相應(yīng)減校選取如圖５所示的??等效電路圖％做進一步擬合分析，圖中禺表示氧還原反應(yīng)過??程的電荷轉(zhuǎn)移電阻，擬合結(jié)果如表１所示，ｎｏ２毒化后氧還原??反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移電阻有所增加，增加幅度較小，這與循環(huán)伏安掃??描結(jié)果一致，表明在催化劑Ｐｔ表面有較少的Ｎ０２吸附，毒化??后且進行循環(huán)伏安掃描恢復(fù)后馬相應(yīng)減小，這表明Ｎ０２毒化??對電池陰極氧還原反應(yīng)影響較校??８〇?＊Ｃ?，陽極以１?ｍＵｍｉｎ的速率通人甲醇水溶液（０．５?ｍｏｌ／Ｌ），陰??極以８０?ｍＬ／ｍｉｎ的速率通人空氣或者含有Ｏ．ｌｘ?１〇＿３Ｎ０２混合??氣。??循環(huán)伏安掃描（ＣＶ）測試：采用電化學(xué)工作站進行測試，陽??極為對電極和參比電極（６０ｍＬ／ｍｉｎＨ２），陰極為工作電極（０．６??ｍＬ／ｍｉｎ去離子水），組成三電極體系＞?電位掃描區(qū)間控制在??０￣１．２?Ｖ?（ｖ＆?ＤＨＥ），掃描速率為２０?ｍＶ／ｓ，電池工作溫度為??８０?？（：〇??電化學(xué)阻抗測試：采用電化學(xué)工作站進行測試，電池工作?

Ｅ），掃描速率為２０?ｍＶ／ｓ，電池工作溫度為??８０?？（：〇??電化學(xué)阻抗測試：采用電化學(xué)工作站進行測試，電池工作??溫度為８０°Ｃ，陽極以１?ｍＬ／ｍｉｎ的速率通人甲醇水溶液（０．５??ｍｏｌ／Ｌ），陰極以８０?ｍｌ／ｍｉｎ的速率通人空氣或者含有抑３２的混??合氣，擾動電壓幅值為１０?ｍＶ，頻率范圍為１００?ｋＨｚ－??０．１?Ｈｚ。??２結(jié)果與討論??２．１二氧化氮對直接甲醇燃料電池性能影響??電池恒流放電（１００?ｍＡ／ｃｍ２）過程中Ｎ０２毒化對電池電壓??的影響如圖１所示，０？３?ｈ內(nèi)陰極通入空氣的情況下，電池電??壓以約３．８９ｍＶ／ｈ的速率衰減。電池運行穩(wěn)定后，通入Ｏ．ｌｘ??１０?－３?Ｎ０２混合氣，３？９１１內(nèi)１＾０２毒化造成電池電壓加速衰減，??從５２８?ｍＶ衰減至４５９?ｍＶ，衰減了?１３．１％。９？１３?ｈ內(nèi)電池陰極??持續(xù)通入０．１?ｘ?１〇＿３?ｎｏ２混合氣，電池電壓衰減速率與通入空??氣時基本一致。??圖１?０．１ｘ１０＿３Ｎ０２毒化恒流放電曲線??進一步通過極化性能曲線考察Ｎ０２毒化對電池性能的影??響。Ｎ０２毒化１０ｈ后測試極化性能，結(jié)果如圖２所示，毒化造??成電池性能衰減，開路電壓減小，電池峰值功率密度由１２１??ｍＷ／ｃｍ２衰減至７５?ｍＷ／ｃｍ２〇多次循環(huán)伏安掃描后將催化劑Ｐｔ??表面吸附的１＾０２氧化脫除，電池峰值功率密度恢復(fù)至１１１??ｍＷ／ｃｍ２，傳質(zhì)極化損失區(qū)未能完全恢復(fù)。??－０．２０??－０．１５??－０．１０??＾－〇．〇５??０．００??０．０５??０．００?０．１０?０．２０?０．３０?０．４０??ｚｊｎ??圖４?ｎ〇２毒化前后及循環(huán)伏


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