隨著電力需求的不斷增長、油價(jià)的不穩(wěn)定上漲和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,發(fā)展可再生能源已經(jīng)成為社會的共識。葡萄糖燃料電池是一種原料經(jīng)濟(jì)環(huán)保且能夠長期穩(wěn)定供電的發(fā)電裝置,但葡萄糖氧化效率低、電子傳遞體具有環(huán)境危害性、催化劑成本高和易中毒等問題限制了葡萄糖燃料電池的廣泛應(yīng)用。本文首先使用葡萄糖還原氧化石墨烯,并利用摻雜法將石墨烯固定在泡沫鎳表面,這種陽極不使用貴金屬和電子傳遞體,同時(shí)具有較高的催化葡萄糖氧化性能。當(dāng)石墨烯與活性炭的質(zhì)量比為0.075:1時(shí),電池的最大功率密度為13.08 W m^-2,相比于空白活性炭陽極提高了35.26%。EIS和LSV等測試結(jié)果說明活性炭層中均勻分布的石墨烯為提高陽極的電化學(xué)催化活性起到了重要作用。然后利用一步電沉積法將石墨烯和三氧化二鎳共沉積在泡沫鎳表面,并確定最優(yōu)沉積條件為-1.2 V,800 s,通過Raman、XPS和SEM表征發(fā)現(xiàn)石墨烯呈現(xiàn)三維花瓣?duì)?且負(fù)載有三氧化二鎳。將此電極用作葡萄糖燃料電池的陽極,電池最大功率密度達(dá)到13.48 W m^-2,高于摻雜法石墨烯修飾陽極。LSV測試結(jié)果表明此陽極的極化程度顯著低...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1燃料電池的基本結(jié)構(gòu)

圖1-1燃料電池的基本結(jié)構(gòu)以唯一產(chǎn)物是水的氫氣燃料電池為例，氫氣連續(xù)供給陽極電極，而來自氧氣連續(xù)哺養(yǎng)陰極電極。在陽極側(cè)，氫氣失電子被分解為氫離子H+和自e-，中間電解質(zhì)膜只允許氫離子從陽極側(cè)流向陰極側(cè)，而自由電子通過外移動到陰極使系統(tǒng)保持穩(wěn)定；在陰極側(cè)，氧化劑氧氣與來自陽....

圖1-2單層石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖

原都具有催化作用的Ag層，在高溫下獲得了良好的結(jié)果。.2.3電子傳遞體研究表明在燃料電池中,電子傳遞體能夠充當(dāng)溶液和陽極之間電子傳遞高電子向電極傳遞的速率。Eustis等[47]比較了45種不同電子傳遞體的摩、相對溶解度、開路電壓、短路電流密度和擴(kuò)散系數(shù)，結(jié)果表明在堿....

圖2-1燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖

3電化學(xué)性能測試方法3.1電池組裝本論文采用由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制作的單室堿性燃料電池。PM稱有機(jī)玻璃，環(huán)保無毒且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，購于香港理化公司。電示意圖如圖2-1所示，整個(gè)燃料電池由陽極板、內(nèi)腔室、陰極板和密封性組成，其中內(nèi)腔室的內(nèi)徑為30mm，長....

圖2-2等效電路示意圖

圖2-2等效電路示意圖更加具體直觀地聯(lián)系電化學(xué)阻抗譜與電極反應(yīng)的動力學(xué)過程，電化學(xué)阻抗譜相同的等效電路來表示陽極的阻值分布，從而更陽極的電化學(xué)性能[70]。利用Zsimpwin軟件對每個(gè)陽極的Ny路的擬合分析并得到等效電路中各部分元件的擬合值，從而比結(jié)構(gòu)信息，內(nèi)阻分布信....

本文編號：3954783