本文關(guān)鍵詞：雙室直接葡萄糖堿性膜燃料電池產(chǎn)電性能研究

  更多相關(guān)文章： 葡萄糖 雙室堿性燃料電池 陰離子交換膜 甲基紫精 修飾陽極

【摘要】：葡萄糖是一種在世界上含量相當(dāng)豐富的生物質(zhì),由于其具有低成本、無毒性、容易獲取和儲存、便于運(yùn)輸和環(huán)境友好等特點(diǎn),近些年來被廣泛的用于各種燃料電池的原料。在前期工作中,以泡沫鎳為陽極材料,以甲基紫精為電子傳遞體,構(gòu)建了一種單室的葡萄糖堿性堿料電池。這種電池雖然性能較好,但仍存在兩個(gè)問題:一是游離的甲基紫精不能重復(fù)利用,使得電池運(yùn)行成本較高;二是甲基紫精具有一定的毒性,排放到環(huán)境中會產(chǎn)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。在本論文工作中,利用陰離子交換膜,構(gòu)建了一種雙室型堿性燃料電池。使用泡沫鎳作為電池陽極,空氣擴(kuò)散陰極作為陰極,陰極室和陽極室之間由一層陰離子交換膜隔開。以葡萄糖為底物,甲基紫精(MV)作為電子傳遞體,在堿性的電解質(zhì)中研究了葡糖糖、甲基紫精(MV)、KOH濃度和環(huán)境溫度等因素對電池功率密度的影響。結(jié)果表明,在室溫條件下,當(dāng)葡萄糖、KOH、甲基紫精(MV)的濃度分別為1 M、3 M、15 mM時(shí),電池的最大功率密度可以達(dá)到5.20 W/m2。且在適當(dāng)范圍內(nèi),隨著葡萄糖、KOH、甲基紫精濃度和溫度的提高,電池的功率密度也會得到提升。電池的氧化還原產(chǎn)物是一些小分子的有機(jī)酸。在此研究的基礎(chǔ)上,論文進(jìn)一步改進(jìn)了陽極,對甲基紫精固定化,制備了一種甲基紫精修飾的泡沫鎳陽極(MV-Ni),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了甲基紫精的循環(huán)利用。MV-Ni陽極的使用既降低了電池運(yùn)行成本,也避免了甲基紫精排放對環(huán)境的危害。論文同時(shí)也檢測了MV-Ni陽極在不同濃度KOH中的穩(wěn)定性,并研究了MV-Ni陽極中甲基紫精濃度不同對電池性能的影響。結(jié)果表明,將該陽極運(yùn)用于雙室的堿性燃料電池,極大地提高了電池性能。在1 M葡萄糖和3 M KOH的條件下,當(dāng)陽極中甲基紫精和活性炭的質(zhì)量比為3:1時(shí),電池的功率密度可以達(dá)到24.16 W/m2。通過電池的放電曲線測試,發(fā)現(xiàn)該種陽極不僅可以提高電池的持久性,而且還使得電池的質(zhì)量比容量得到了極大地提高。且該MV-Ni陽極表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性。最后,用高效液相色譜表征了葡萄糖的氧化還原產(chǎn)物。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM911.4

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 洪蔚;四大公司聯(lián)合開發(fā)燃料電池[J];上海環(huán)境科學(xué);2000年03期

2 ;直接使用甲烷的新燃料電池[J];現(xiàn)代化工;2000年01期

3 ;燃料電池[J];化學(xué)工程師;2000年02期

4 徐德新,諸亦新;燃料電池的開發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J];江蘇冶金;2000年02期

5 ;新型能源燃料電池[J];精細(xì)化工基地信息通訊;2000年06期

6 秦衛(wèi);;燃料電池的現(xiàn)狀[J];輕型汽車技術(shù);2000年06期

7 余亮;;燃料電池儲氫新技術(shù)[J];輕型汽車技術(shù);2000年Z1期

8 豐洋;天然氣膜法脫氮用于燃料電池[J];石油與天然氣化工;2001年02期

9 ;我研發(fā)出國際先進(jìn)水平燃料電池[J];稀有金屬;2001年04期

10 ;形形色色的鋰電池和燃料電池[J];福建輕紡;2001年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;科學(xué)家為燃料電池開發(fā)新催化劑[A];節(jié)能減排論壇——福建省科協(xié)第八屆學(xué)術(shù)年會衛(wèi)星會議論文�？痆C];2008年

2 郭曉汾;張毅;;燃料電池車輛及其新進(jìn)展[A];河南省汽車工程學(xué)會第二屆科研學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

3 許谷;;燃料電池——改變未來世界的新科技——燃料電池系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的研究[A];材料科學(xué)與工程技術(shù)——中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

4 宋二虎;;電動自行車用燃料電池的產(chǎn)業(yè)化之路[A];電動車及新型電池學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2003年

5 于澤庭;韓吉田;;燃料電池在家庭中的應(yīng)用[A];山東省第五屆制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

6 陸天虹;張玲玲;唐亞文;高穎;;各種燃料電池在產(chǎn)業(yè)化概況[A];2006中國動力電池高層論壇論文集[C];2006年

7 宮振華;張存滿;肖方f，

本文編號：1169294