燃料电池用钯基电催化剂的研究进展

介绍了化学还原法、交替微波加热原位还原法和溶剂热法等常用的钯(Pd)基催化剂制备方法,综述了各种形貌Pd、负载型Pd及合金Pd基阳极与阴极催化剂在燃料电池中应用的进展,以及协同作用使Pd基合金催化剂活性增强的机理.     

化学还原法制备Ag-Pd纳米合金颗粒

利用化学还原法制备Ag-Pd纳米合金颗粒,并用SiO2对其包覆,形成了以Ag-Pd纳米合金颗粒为核、SiO2为壳的核-壳结构的纳米颗粒。采用紫外-可见分光光度计和透射电子显微镜对颗粒的形成过程及形貌尺寸进行了表征。结果表明:利用化学还原法可以获得单分散的球状分布的纳米合金颗粒;反应初期Ag、Pd两种颗粒以物理混合的状态存在,随着反应进行,两种颗粒逐渐合金化,并最终形成Ag-Pd纳米合金颗粒;SiO2可以很好地包覆在纳米颗粒的表面并对其保护。     

PEI-GNs/PMo_(12)复合膜负载Pd对甲酸氧化催化性能研究

利用层层自组装法制备了PEI-GNs/PMo_(12)复合膜,以PEI-GNs/PMo_(12)复合膜为载体,利用电化学还原法制备了复合膜载Pd催化剂(Pd/PEI-GNs/PMo_(12))。运用X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对催化剂的组成、结构、形态进行表征,结果表明:实验成功制备了Pd/PEI-GNs/PMo_(12)催化剂,且Pd/PEI-GNs/PMo_(12)改善了Pd粒子的分散性。运用电化学方法考察了Pd/PEI-GNs/PMo_(12)对Pd纳米粒子电催化性能的影响,结果表明,相对于Pd催化剂,Pd/PEI-GNs/PMo_(12)催化剂表现出更高的催化活性和稳定性,这主要是由于Pd粒子在PEI-GNs/PMo_(12)载体上形成均匀分散的纳米粒子及PEI-GNs/PMo_(12)良好的电子传递能力。     

海底微生物燃料电池阳极钯改性及电化学性能

阳极性能是限制海底微生物燃料电池输出功率的重要因素,通过阳极改性有望提高电池性能。利用循环伏安电沉积方法在电池阳极沉积钯颗粒,并研究了钯改性阳极的电化学性能。结果表明:钯改性阳极具有较高的交换电流密度;钯改性阳极构建的电池内阻较低,输出功率密度较高。2 mmol/L的Pd Cl2溶液改性阳极性能较好,交换电流密度是未改性阳极的1.18倍,电池功率密度是未改性的4.9倍。在电子向阳极传递过程中,推测钯粒子分别接收细胞色素和胞外氢化酶传递的电子,加速电子跨膜转移,并提出了一种新的电子转移模式。     

Pd修饰的钛电极制备及肼的电氧化

采用水热法制备了钯纳米颗粒修饰的钛电极(Pd/Ti).扫描电镜测试表明钯颗粒在钛基体表面构成三维多孔结构.运用循环伏安,电位阶跃和交流阻抗等电化学技术研究了碱性介质中,肼在Pd/Ti电极上的电氧化行为.循环伏安谱图显示,肼在Pd/Ti上的起始氧化电位在-0.90 V左右,肼浓度为40 mmol/L时氧化电流密度可达到2...     

钯镍合金电镀工艺研究(第一部份)

本文所研究的是以氨作络合剂的钯镍硫酸盐和钯镍磺酸盐的沉积过程。尤其是对这两种电解质,在各种不同的电流密度,pH值,温度和电流效率与合金镀层的镍氢含量关系,作了系统深入的试验研究。从而对连接器接触对电镀钯镍合金,选择最佳参数提供理论和试验依据。     

La_(0.75)Nd_(0.05)Pr_(0.2)B_5 电极性能的研究

通过对制备好的ＬａｘＮｄｙＰｒ１－ｘ－ｙＢ５系列合金放电容量的初步测定，发现所设计合金放电容量均在２７６ｍＡｈ／ｇ～３０１ｍＡｈ／ｇ之间。为评价所设计合金的综合性能，本文选取其中一种成分即Ｌａ０．７５Ｎｄ０．０５Ｐｒ０．２Ｂ５，采用ＳＥＭ、ＸＰＳ等测试手段，对合金循环寿命、表面状态，ＰＣＴ曲线等性能进行了测定。测定结果表明，合金的表面状态对其活化速度具有一定影响，金属Ｎｉ弥散分布在Ｌａ２Ｏ３基体上，有助于氢的吸附和解析，使合金活化速度加快。此外，对合金粒度与放电容量、循环寿命间关系的研究表明：粒度分布在１００目～３００目间和５００目以下的合金放电容量较高，但大颗粒合金较小颗粒合金循环寿命长     

pH值对微波乙二醇法制备Pd/C催化剂性能影响

采用微波辅助乙二醇还原法在不同pH值条件下快速高效地制备了Pd/C催化剂,并分别采用X射线衍射光谱法(XRD)和透射电子显微镜法(TEM)技术表征样品的晶体结构和颗粒形貌,采用循环伏安法(CV)测试Pd/C催化剂电催化氧化甲酸的性能。XRD结果表明制得的催化剂均为Pd面心立方结构,随着还原pH值的增高,样品的相对结晶度降低,平均粒径减小。TEM结果表明,当NaOH加入量为0.7 mL、pH=10.2时,催化剂的平均粒径为(3.0±0.7)nm,颗粒粒径分散性较好,也表现出最好的电催化性能。从CV曲线可见,随着pH的增高制得的Pd/C催化剂电催化氧化的性能先提高后降低,Pd/C-10.2氧化峰电位下Pd的质量比活性达到1 590 mA/mg,分别是Pd/C-9.0和Pd/C-12.1的3倍和2.5倍。     

Mg7o(Ni3La)30合金制备方法及储氢性能研究

为了研究制备方法对Mg7o(Ni3La)30合金相结构和储氢性能的影响,分别采用熔铸法(自然冷却法)、浇铸法及快淬法制备了Mg7o(Ni3La) 3o合金,发现随着冷却速率的增大,结晶相逐渐向低温转变,并且快淬法制备的Mg7o(Ni3La)30合金为非晶合金.对该非晶合金进行退火处理后发现,在300℃时非晶相转变为Mg2Ni和La2Mgl7晶体相,且晶化后的颗粒非常细小.通过PCT(合金吸放氢)曲线发现,快淬法制备的Mg7o(Ni3La)30合金的储氢性能最好,浇注法次之,熔铸法最差.这与非晶合金晶化后的微观结构及高的储氢相有关.     

贮氢合金/石墨烯复合材料的电化学性能

用改进的Hummers 法制备了石墨氧化物,用化学还原法制得石墨烯聚集物;用研磨法制备了贮氢合金／石墨烯复合材料.循环伏安、线性极化法及模拟电池充放电实验结果表明:与未复合的贮氢合金相比,贮氢合金／石墨烯复合材料降低了电极的极化,改善了大电流放电性能及循环性能.在实验条件下,3.0 C放电比容量达225 mAh/g,提...     

泡沫镍载铂催化硼氢化钠水解制氢

设计了一套硼氢化钠制氢系统,利用单片微控制器实现系统中的温度、流量、压力等多参数的集成控制,为燃料电池提供流量和压力可调的氢源。制备了NaBH4水解制氢用泡沫镍载铂和泡沫镍载钯催化剂,实验结果表明,由于反应过程中附着在泡沫镍纤维上的钯颗粒严重脱落,使得泡沫镍载钯催化剂在使用寿命及稳定性方面远不如泡沫镍载铂催化剂。而使用泡沫镍载铂催化剂时,产氢速率随着催化剂用量的增加而升高;NaBH4溶液浓度较低时,产氢速率会随溶液浓度升高而增加,但是太高的浓度反而会使产氢速率降低;增加溶液中NaOH浓度会使反应速率快速降低,当NaOH浓度高于2%时,反应基本停止。计算了NaBH4制氢能量体系,并研发了一套集成NaBH4制氢系统及PEMFC系统的示范应用装置。     

碱浓度与氢压力对氢电极过程的影响

讨论了电解质浓度和氢气压力对低载量贵金属(Pt、Pd)催化氢电极过程的影响.实验结果表明:适宜的电解质浓度为6～7mol/L;氢的气相扩散不存在极限电流;氢气压力与电位的关系符合能斯特方程;当氢镍电池选用不同的放电电流时,可相应地选用不同的氢压.     

The high-temperature sodium coolant technology in nuclear power installations for hydrogen power engineering

In the case of using high-temperature sodium-cooled nuclear power installations for obtaining hydrogen and for other innovative applications (gasification and fluidization of coal, deep petroleum refining, conversion of biomass into liquid fuel, in the chemical industry, metallurgy, food industry, etc.), the sources of hydrogen that enters from the reactor plant tertiary coolant circuit into its secondary coolant circuit have intensity two or three orders of magnitude higher than that of hydrogen sources at a nuclear power plant (NPP) equipped with a BN-600 reactor. Fundamentally new process solutions are proposed for such conditions. The main prerequisite for implementing them is that the hydrogen concentration in sodium coolant is a factor of 100–1000 higher than it is in modern NPPs taken in combination with removal of hydrogen from sodium by subjecting it to vacuum through membranes made of vanadium or niobium. Numerical investigations carried out using a diffusion model showed that, by varying such parameters as fuel rod cladding material, its thickness, and time of operation in developing the fuel rods for high-temperature nuclear power installations (HT NPIs) it is possible to exclude ingress of cesium into sodium through the sealed fuel rod cladding. However, if the fuel rod cladding loses its tightness, operation of the HT NPI with cesium in the sodium will be unavoidable. Under such conditions, measures must be taken for deeply purifying sodium from cesium in order to minimize the diffusion of cesium into the structural materials.     

关于膨胀剂-扩散剂N

以不同电流密度放电、氢析出过电势、循环伏安、通电电解时被阳极氧化时的稳定性等方法,比较了膨胀剂木素磺酸钠,扩散剂N(或称NNO,是一种染料助剂),结果表明染料助剂NNO完全可以当作铅酸蓄电池负极的膨胀剂使用.     

降低MH/Ni电池内压的快速充电方法

气相色谱法研究的结果表明:氢气是MH/Ni电池充电过程中产生气体的主要成分。MH电极中氢原子的缓慢扩散限制了电池的快速充电。通过恒电位极化法,测定了MH电极在不同荷电态(SOC)下的氢扩散系数。结果表明:在同一温度下,氢扩散系数随着SOC的增大,呈指数关系衰减。根据SOC来调节电流的充电方法,能降低MH/Ni电池快速充电时的内压。     

质子交换膜燃料电池的氧电极

采用三种还原剂 ,通过化学还原沉积得到Pt/C催化剂 ,其中甲酸钠还原得到的催化剂制成的电极性能最好。为降低铂用量 ,采用Pt Pd/C混合催化剂代替Pt/C催化剂 ,通过对不同Pd含量催化剂及其电极性能的研究 ,确定了最佳配比为Pd占贵金属总含量 6 5 %。近年来Pt/C Nafion电极性能有很大提高 ,Nafion加入后堵塞了一部分气孔 ,阻碍气体传质 ,在催化剂合膏时加入一定量的无水Na2 SO4 ,电极成型后再发孔 ,Na2 SO4 被溶解掉 ,留下大量孔隙 ,透气性增加 ,在一定程度上解决了传质问题。     

乙醇在炭微球负载催化剂上的电化学氧化

用水热法分解蔗糖制备炭微球(CMS),并使其表层富含的羟基功能基团和金属离子络合,然后用化学还原法,使炭微球表面负载上Pt和Pd催化剂。用循环伏安法研究了炭微球负载催化剂对乙醇在碱性溶液中的电化学氧化活性。结果显示,炭微球负载的催化剂活性面积是相同载量下碳粉负载催化剂的2倍,乙醇在Pd/CMS上的氧化峰电流密度是Pt/CMS上的5倍多。     

硼氢化钠合成与制备方法的发展现状

综述了硼氢化钠合成方法发展现状,主要方法包括Schlesinger法、Bayer法、直接还原法、机械-化学还原结合法、微波法、辐射法等,重点介绍了电化学还原偏硼酸钠制备硼氢化钠的原理和进展。     

Fabrication and electrical properties of barium strontium titanate thick films by modified sol–gel method

A modified sol–gel method has been developed to prepare for the barium strontium titanate (Ba_0.6Sr_0.4TiO₃, BST) thick films. The films were deposited on either Pd–Ag electroded alumina substrates (Pd–Ag/Al₂O₃) or silver electroded alumina (Ag/Al₂O₃) substrates by spin coating technique or screen printing technique. The thickness of the film was in the range of 2–10 μm. The key point of the process is to disperse fine-grained BST ceramic powders prepared by high energy ball mill into BST sol solution to form a slurry for spin coating and screen printing. In order to enhance the stability of the slurry and to avoid crack formation of the thick film, organic macromolecular poly-vinylpyrrolidone (PVP) was added to the sol solution. The structure and surface morphology of the films were studied by X-ray diffraction and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. It is revealed that the thick films exhibit pure perovskite phase and are crack-free, dense and homogeneous. The dielectric constant and loss tangent of the thick films are about 1200 and 0.01, at 10 °C and 1 KHz, respectively.