燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

采用自主开发的乙二醇制备方法对毫克级的实验室级别催化剂的放大制备工艺进行研究。将Pt3Pd/C合金催化剂的单次制备从0.1、1 g到10 g的逐级放大过程中,合金纳米颗粒的尺寸分布与形貌(TEM表征)、晶体结构(XRD表征)与电化学性质(循环伏安扫描与氧还原极化曲线测试),均保持良好的一致性。10 g级别放大制备的Pt3Pd/C在半电池测试中表现出良好的稳定性;在全电池测试过程表现出优于商业Pt/C的电催化性能;在组装的电堆模块及发动机系统表现出优于商业Pt/C电催化活性及稳定性,为车用燃料电池合金电催化剂的批量制备与电堆应用奠定了基础。     

以Mn_3O_4为催化剂的锌-空气电池性能

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用×射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对制备的锰催化剂进行晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线,恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O40Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性.催化剂在铝金属空气电池中具有很好的大电流放电性能.以Mn为催化剂的锌-空气电池在6 mol/LNaOH中,具有较好的大电流放电性能.     

铝-空气电池氧还原用锰复合催化剂的研究

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用XRD和SEM对制备的锰催化剂进行了晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线、恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究了该催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O4.Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性;以Mn为催化剂的铝-空气电池在6 mol/L NaOH溶液中,具有较好的大电流放电性能.     

铝一空气电池氧还原用锰复合催化剂的研究

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂。采用XILD和SEM对制备的锰催化剂进行了晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线、恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究了该催化剂在碱性电解液中的催化性能。结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O40Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性;以Mn为催化剂的铝-空气电池在6mol/L NaOH溶液中,具有较好的大电流放电性能。     

LiNixNn2-xO4的制备、结构及其电催化性能

为了制备出高电催化活性的电催化剂,以提高锌空气电池的放电电流密度,采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型电催化剂LiNixNn2-xO4(x＝0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).通过X射线衍射(XRD)、稳态电压-电流极化曲线等方法,研究了所得样品的结构及其电催化性能.研究结果表明,Ni掺杂可显著提高尖晶石型LiMn2O4氧化物的电催化活性,当x＝0.2,热处理温度为750℃,保温8 h时,所制备的催化剂具有最佳的电催化活性,用该催化剂制备的空气扩散电极在-0.6 V极化电位下的电流密度高达265 mA/cm2.     

Pd基纳米电催化剂的制备及电催化

综述了近几年来新型抗甲醇的氧气还原用Pd基纳米电催化剂的研究进展,介绍了Pd基纳米电催化剂的制备方法,概述了Pd基纳米电催化剂电催化氧气还原反应的活性、抗甲醇性能以及路径,并探讨了Pd基纳米电催化剂增强氧还原反应活性的机理.     

温度对电沉积制备Pt-Ni阴极催化剂性能的影响

采用电化学还原法在碳布上电沉积Pt-Ni合金催化剂作为质子交换膜燃料电池阴极。通过循环伏安线性扫描法确定Pt-Ni合金的沉积电位,并在该电位下考察了不同电解液温度下所得催化剂的物理、化学性质及电催化性能。研究表明:在-0.35 V电位下可得到Pt-Ni合金,不同的电解液温度会影响Pt-Ni合金催化剂结构、形貌及组分比,进而影响其催化性能。当电解液温度为50℃时,Pt-Ni合金催化剂具有最佳的催化活性,此时催化剂为较小的球状颗粒,Pt与Ni的原子比接近3∶1,其电化学活性表面积为44.19 m2/g,是电解液温度为70℃下制备的催化剂的1.8倍。适当的温度下电沉积制得的Pt-Ni合金催化剂明显提高了铂对氧还原的催化活性。     

溶胶-凝胶法制备纳米La_(1-x)Sr_xMnO_3及其电催化性能

采用表面活性剂PEG-2000辅助溶胶-凝胶法制备了不同含量锶掺杂纳米La_(1-x)Sr_xMnO_3锌-空气电池催化剂。通过TG-DSC、XRD、FTIR、TEM和极化曲线等方法研究了催化剂La_(1-x)Sr_xMnO_3的结构和电催化性能。结果表明:所制备的La1-xS rxMnO_3为钙钛矿结构,其晶体成型温度在450℃左右、晶粒尺寸处于纳米级别。以La_(1-x)Sr_xMnO_3为催化剂制备空气电极的极化曲线特征表明:La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的电催化性能最好,当极化电压为-600mV(vs.Hg/Hg O)时,氧还原反应极化电流密度可达0.235 A/cm~2,而相同条件下制备的不含锶纳米La MnO3催化剂氧还原反应极化电流密度仅为0.165 A/cm~2,电催化活性显著提升。     

氧还原催化剂LaMn1-yCryO3的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锌-空气电池用氧还原催化剂LaMn1-yCryO3(y=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).XRD分析表明:合成的LaMn1-yCryO3样品具有钙钛矿型结构.TEM测试表明:样品的平均粒径有所不同,其中LaMn0.8Cr0.2O3的平均粒径较小(20 nm),分散程度好.以LaMn1-yCryO3为催化剂制备空气电极,极化特征测试结果表明:所制备的催化剂具有良好的氧还原电催化性能,且LaMn0.8Cr0.2O3电催化性能最佳,在电极电位为-200 mV(vs.Hg/HgO)时,输出电流密度为70 mA/cm2.     

NiCo_2O_4/RGO催化剂的制备及用于锌-空气电池

通过水热反应制备镍钴氧化物/还原氧化石墨烯(NiCo_2O_4/RGO)电催化材料。采用XRD、SEM和X射线光电子能谱(XPS)等测试对制备的催化剂的形貌、成分和结构进行分析,该催化剂呈现出花状纳米针结构;采用旋转圆盘电极,线性扫描伏安(LSV)曲线对催化剂的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)电催化活性进行研究。催化材料在6 mol/L KOH电解液中,具有0.81 V的半波电势、6.73 mA/cm~2的极限扩散电流密度和67 mV/dec的Tafel斜率。应用于可充锌-空气电池中,NiCo_2O_4/RGO的功率密度为230 mW/cm~2,且具有良好的充放电循环稳定性。