直接硼氫化鈉燃料電池（DBFC）作為一種新型的化學(xué)電源,具有燃料易儲(chǔ)存與運(yùn)輸、無(wú)陽(yáng)極催化劑的CO中毒現(xiàn)象、理論開路電壓高、較高的功率密度和工作溫度低等優(yōu)點(diǎn),受到了研究人員的廣泛關(guān)注。DBFC在便攜式電源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,然而要實(shí)現(xiàn)其商業(yè)實(shí)用化還需進(jìn)一步的深入研究。如何開發(fā)設(shè)計(jì)高催化活性、低成本和高選擇性的陽(yáng)極催化劑,從而提高NaBH₄電氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速度,同時(shí)降低水解反應(yīng)程度,是DBFC陽(yáng)極催化劑研究的主要目標(biāo),也是實(shí)現(xiàn)DBFC商業(yè)化的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)DBFC存在的問(wèn)題,本論文制備了不同原子比的Pd-Ag/C和Pd-Fe/C催化劑,并研究了它們?cè)谂饸浠c電氧化反應(yīng)中的電化學(xué)行為。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.采用化學(xué)還原法制備了Pd/C催化劑,并通過(guò)循環(huán)伏安和計(jì)時(shí)電流法分別研究了掃描速度、電解液的組成、溫度、載體及催化劑制備方法對(duì)硼氫化鈉在Pd/C上的電化學(xué)行為的影響,結(jié)果表明它們對(duì)硼氫化鈉電氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速度和反應(yīng)機(jī)理均有不同程度的影響。2.室溫下采用化學(xué)還原法分別制備了Pd/C、Pd₆₇Ag₃₃/C、Pd_50<... 

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氫氧燃料電池工作原理示意圖

2.2.1 工作電極的制備工作電極為 d=4 mm 的玻碳電極，玻碳電極在每次使用前應(yīng)拋光處理。首先依次用 α 氧化鋁拋光粉（粒徑為 0.5-0.7 um）、α 氧化鋁拋光粉（粒徑為 30-50 nm）在麂皮上拋光，然后分別用乙醇、水超聲清洗。準(zhǔn)確稱取10 mg制備的催化劑于5 ml小燒杯中，分別加入0.75 ml乙醇和0.25ml Nafion 膜溶液，超聲 2 h 至分散均勻后，用微量進(jìn)樣器將 5 ul 分散液滴加到已經(jīng)拋光好的玻碳電極表面，然后將電極置于真空干燥箱中，60℃下干燥 30 min，即得到工作電極。工作電極的催化劑負(fù)載量為0.4 mg/cm2，其中金屬負(fù)載量為0.08mg/cm2。1-輔助電極 2-研究電極 3-魯金毛細(xì)管 4-鹽橋 5-參比電極圖 2-1 三電極體系示意圖Fig. 2-1 Schematic diagram of three electrodes system

以進(jìn)行 Pd/C 催化劑表面元素價(jià)態(tài)的定性與定量分析，分素的化學(xué)狀態(tài)。圖 3-21 為優(yōu)化 Pd/C 催化劑的 Pd 3d XPS的可能物質(zhì)列于表 3-4。從擬合結(jié)果可以知道，Pd 3d 主其 3d5/2結(jié)合能分別位于 335.2 eV、336.1 eV、337.2 eV、譜及相關(guān)文獻(xiàn)分析，這幾個(gè)峰對(duì)應(yīng)的物質(zhì)分別為 Pd0、P。按照峰的面積計(jì)算各物質(zhì)的含量，可得 Pd0、PdOads、P分別為 46.88%、26.85%、18.12%、8.15%。從表 3-1 可知d 主要以零價(jià)態(tài)存在，并且在催化劑中含有 PdOads、PdO。Pd0圖 3-20 優(yōu)化 Pd/C 催化劑的 EDS 圖Fig. 3-20 EDS spectra of optimized Pd/C catalyst

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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