氧阴极低槽电压离子膜法电解制碱技术通过验收

日前,国家科技支撑计划"氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术"项目在北京顺利通过验收。项目针对当前氯碱行业的技术发展需求,研制开发了大尺寸氧阴极电极产品、金属纳米粒子/C复合材料新型氧阴极催化剂材料,突破了氧阴极离子膜电极材料制备、组装、电解槽制造、工业装置运行控制等4项关键技术瓶颈,建成了电极材料生产、     

氧阴极氯碱电解的发展现状及经济分析

对ODC(氧去极化阴极)氯碱电解原理、ODC催化剂、ODC电极制备、ODC电解槽设计以及ODC氯碱电解技术的应用进行了总结,并对ODC氯碱电解的发展及前景进行了分析。     

组合式再生燃料电池双效氧电极催化剂制备与表征

介绍了组合式再生燃料电池基本特点,简要回顾了组合式再生燃料电池中双效氧电极催化剂研究现状。利用还原沉积法制备了PtIr／C双效氧电极催化剂,对催化剂进行了XRD表征。以三电极体系对催化剂进行了析氧和溶氧双反应的催化活性评价,结果表明：Pt主要催化燃料电池模式下的溶氧反应,而Ir主要催化水电解模式下的析氧反应。     

金属阳极表面活性及电化学特性评价

通过对电极析氯电位和析氧电位测定及电极极化曲线、电极强化寿命测试,评价金属阳极表面活性及电化学特性,指导金属阳极电解槽管理。     

酚类电氧化聚合法合成聚苯醚

<正> 2,6-二甲酚可以铜胺络合物为催化剂,在室温下与氧反应,生成聚2,6-二甲基1,4-苯撑氧(聚苯醚)。此聚合反应电可在阳极氧化下进行。同时放出等当量的氢。作者最近发现,酚类在适当电解条件下可以电氧化生成聚2,6-二取代基苯撑氧。聚合用电解装置的特点是:单室电解槽,电极间无隔膜,溶剂选用聚合物和支持电解质均可溶解,且在电解条件下也比较稳定的二氯甲烷、硝基苯和氢醌二甲醚等。本实验是用三对铂电极(2×5cm)作为电解的工作电极和副电极串联,电极间距离为1mm。参比电极为Ag—AgCl。槽中加入50ml溶液,含0.005摩尔的玢和0.01摩尔的支持电解质(如四乙基溴     

氧电极金属单原子催化剂的研究进展

燃料电池和金属-空气电池作为目前最具发展前景的能量转换和储存设备,对于缓解人类发展所面临的能源与环境问题大有裨益。然而,较差的氧电极反应,如燃料电池中的氧还原反应以及锌空电池中的氧还原及析氧反应,却限制着这两类装置的高效运行。近年来,人们提出了利用单原子催化剂(SACs)来提高氧电极反应的反应动力学。因此,针对两类氧电极反应,本综述根据构成活性位点的不同金属元素进行了分类总结,重点关注了各类催化剂的共性及进展。同时,还对具有双功能的催化剂及其在锌空电池的应用进行了总结。最后,针对SACs目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为单原子氧电极催化剂的设计及发展指明道路。     

多壁纳米碳管复合电催化氧电极的研究

采用多壁纳米碳管(MWNTs)与La0.6Sr0.4CoO2.8复合催化剂制备复合催化剂氧电极,研究了它的电化学特性。发现MWNTs对氧还原具有明显的催化作用,电极中单独采用MWNTs为催化剂时,氧电极工作电流密度可达200 mA/cm2(-0.6 V Hg/HgO参比电极)。结果表明,采用正交实验法获得了复合催化剂的最佳配比为:0.1 gMWNTs+0.02 g La0.6Sr0.4CoO2.8+0.5 mL PTFE+0.1 g ZnO,在最佳配比条件下,氧电极工作电流密度可达317mA/cm2(-0.6 V Hg/HgO参比电极),其交换电流密度为144.1 mA/cm2;MWNTs与La0.6Sr0.4CoO2.8催化剂具有催化性能的叠加特性,明显优于单一催化剂氧电极;MWNTs与不同类型的钙钛石组成复合催化剂时,La0.6Sr0.4CoO2.8与La0.6Ca0.4CoO2.8性能接近,但明显优于La0.8Sr0.2MnO2.9。     

燃料电池阴极氧还原电极材料研究进展

目前燃料电池阴极氧还原电极材料主要以铂基贵金属电催化剂为主,然而铂的储量极其有限,成本昂贵,并且铂基电催化剂的稳定性较差,这些因素严重制约了其在商业中的广泛应用,因此研究制备成本低、具有高稳定性的非贵金属碳基催化剂是燃料电池电催化剂的研究重点。本文简单概述了燃料电池阴极氧还原电极材料的研究进展。     

空气氧探测器的研制(之一)氧电催化膜的研制

本文提出把催化剂制成糊浆,涂压在防水透气膜_L,制成的气体电极催化层的方法。这种催化层厚度毛10。拼m,提高了催化剂利用率,改善电极性能。并讨论了透气膜材料不同,导电网的有无,催化剂有效用量及催化剂载体种类对电极性能影响情况。提出电极的勺一a十bl爪实验关系弯曲的原因:导电性良好的电极主要是由透气膜扩散传质影响所致,膜的D有效可按扩散极限电流公式计算,导电性不良的电极,是由扩散传质与导电为共同影响的结果。氧探测器的电极面积小,工作电流密度低,可以使用没有导电网的氧电极膜。     

电沉积法制备碱性电解水镍基析氧电极的研究进展

在“碳达峰、碳中和”的目标下，绿氢成为极具前景的清洁能源。碱性电解水制取绿氢技术商业化程度最高，但由于析氧反应(OER)动力学过程缓慢且需要较高的过电位，成为制约电解水电极效率的主要瓶颈。商业电解槽中广泛使用的镍网或泡沫镍电极的OER性能仍有很大提升空间，在其上复合镍基催化功能层，开发新型高活性的析氧电极有利于提高电极效率，降低制氢成本。电沉积技术具有工艺简单、条件温和、利于放大生产自支撑电极的优势，成为工业化生产OER电极的理想工艺之一。本文综述了近年来利用电沉积技术制备的镍基析氧电极并用于碱性电解水的研究进展。采用电沉积技术在镍网或泡沫镍基底上制备镍(氢)氧化物、双金属及多元金属以及非金属掺杂的镍基催化剂作为催化功能层，通过增强催化功能层的电导率及金属间的协同作用、增加活性位点数量、减小扩散路径以及改变表面原子构型等方式提高镍基自支撑电极的OER性能。最后，展望了镍基自支撑电极在电解水领域的应用，同时指出了电沉积法制备电极材料存在的挑战。     

非贵金属氧还原电极催化剂研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中普遍使用Pt作为阴极电催化剂,但由于Pt价格昂贵、储量稀少,PEMFC中使用大量的Pt,必然导致PEMFC制造成本的上升。因此,寻找一种能够部分或者完全达到Pt催化效果的非贵金属催化剂,成为一种可行的方法。本文对近年来非贵金属氧还原电极催化剂的研究进行了总结,特别是不同催化剂的制备方法、反应机理及活性中心进行了梳理,并对非贵金属氧还原电极催化剂的发展进行了展望。     

燃烧法制备Ru_xIr_(1-x)O_2析氧催化剂

固体聚合物电解质水电解技术SPE具有能量效率高、产品纯度高等优点。因此在制氢、航天、军事等领域中具有重要应用前景。通过采用H_2IrCl_6与RuCl_3作为原料,采用糊精作为胶体成型剂,并分别在450℃、500℃和550℃对粉体进行烧结,制备了纳米级的析氧电极催化剂。考察了Ir与Ru之间的摩尔比对于催化剂性能影响。随着增加Ir的含量,电极的析氧活性升高,Ir的摩尔含量为67%,电极性能最好。考察不同烧结温度对Ru_xIr_(1-x)O_2氧电极催化剂影响,发现最佳烧结温度为500℃。通过该方法制备的催化剂在电解水膜电极中使用,在25℃常压下,电流为1 Acm~(-2)时的电解水电压为2.3 V。     

多孔气体扩散型氧阴极用于氯酸盐电化生产

简述了采用氧阴极代替铁阴极,以空气作退极化剂的电化生产氯酸盐平板压滤机式复极电解槽的结构与性能.当电极工作电流密度为100mA/cm~2时,电解槽的平均单池电压在2.000～2.200V之间;电解液中无需添加Na_2Cr_2O_7,电流效率可达90±2%,生产每吨NaClO_3的直流电耗为3700±100kw·h.电解槽运行稳定,单池电压分布均匀.     

伯克利和阿贡实验室发现燃料电池用高活性新类别纳米催化剂

正目前,下述两种反应的最佳电催化剂由铂纳米颗粒分散在碳上组成。铂(Pt)对于燃料电池(金属空气电池)中的阴极氧还原反应(ORR)以及碱性电解槽中的氢进化反应(HER)均是高效的电催化剂。美国伯克利和阿贡国家实验室的研究人员领导的团队于2014年2月底宣布,发现了一种新的双金属纳米催化剂,可应用于燃料电池和水-碱电解槽,其效率更高,成本更低,其活性比美国能源部设     

氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术通过验收

<正>日前,国家科技支撑计划"氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术"项目在北京顺利通过验收。项目针对当前氯碱行业的技术发展需求,研制开发了大尺寸氧阴极电极产品、金属纳米粒子/C复合材料新型氧阴极催化剂材料;突破了氧阴极离子膜电极材料     

介绍气体扩散电极食盐技术

一．简介 近年来日本正在开发气体扩散电极食盐技术，节约用电效果显著。气体扩散电极型电解槽与传统离子交换膜电解槽不同，传统离子交换膜电解槽在阴极上产生烧碱和氢气，而气体扩散电极型电解槽则在阴极室内装有气体扩散电极，用氧气(或空气)吹送至该电极上，因而阴极上只产生烧碱，不产生氢气。     

氧阴极应用于石棉隔膜电槽探索试验

一、前言在世界能源短缺电力供应不足的情况下,如果将耗电大的氯碱电解槽进行改革,采用新型气体扩散电极做阴极,能大幅度地降低槽电压,节省电能。这是当前氯碱行业非常关注的新技术课题。从理论上,用气体扩散电极(简称氧阴极)做氯碱电槽的阴极,其槽电压可降低1.23伏。但是,由于氧阴极自身有较高的过     

质子交换膜水电解一体化析氧电极载体催化剂

以氯铱酸为前体,钛网为支撑体,二氧化钛为载体,采用浸渍-热分解法首次成功制备了一体化IrO₂-TiO₂/Ti析氧电极,进一步采用热压法制备膜电极(MEA)。综合扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)以及单池极化曲线测试,研究了载体对于析氧电极形貌以及性能的影响。结果表明:未加入载体二氧化钛的析氧电极表面以裂缝为主,孔隙率较低;而加入载体二氧化钛的析氧电极表面裂纹基本消失,取而代之的是大量的催化剂簇以及孔结构的生成,极大地提高了析氧电极的电催化活性。单池测试表明,电流密度为1000mA/cm²时,添加载体二氧化钛后制备的析氧电极的析氧电位大约是1.70V。     

新型碳载MnO2空气电极的研究

为了使空气电极在近低极化区获得较好的催化效果,本文以碳载MnO_2为催化剂制备了空气电极,通过测定稳态阴极极化曲线,研究了催化剂及电极制备工艺对氧空气电极的电化学性能的影响。实验发现碳载MnO_2催化剂可有效降低空气电极在近低极化区工作时的极化程度,空气电极工作电流密度可达43mA·cm~(-2)(电位-0．2V v．s．Hg/HgO参比电极),交换电流密度为0．0593mA·cm~(-2);空气电极最佳制备工艺条件为：10%无水Na_2SO_4(造孔剂) 15%PTFE(粘合剂) 镀银镍网(集流体) 15g·L~(-1)Co(Ⅱ)Schiff碱配合物(富氧材料)。     

碳载锰氧化物催化剂的掺杂改性

为提高MnO2催化剂对氧气还原的催化活性,将硝酸锰、硝酸钴、硝酸镧溶液浸渍到碳材料中,于340℃下焙烧2 h,得到空气电极催化剂,通过冷压法制作气体扩散电极。采用阴极极化曲线、稳态恒电流法和交流阻抗等方法测试了各个空气电极的电化学性能。结果表明,当催化剂中金属元素Mn、La、Co的摩尔比为1∶0.4∶0.6时,空气电极的催化活性最佳,在100,200 mA/cm2两种电流密度下,电极的工作电压平台都比MnO2电极要高,掺杂氧化镧和氧化钴还可以提高氧还原反应中催化剂在大电流密度下的稳定性。氧化镧和氧化钴的加入,减小了电化学反应动力学阻抗和氧的扩散阻抗。组装铝空气电池并进行放电测试发现,放电平台比较稳定,氧化镧和氧化钴的掺杂能显著地提高电池的放电电压。