锌-空气电池催化电极的制备和研究

锌 空气电池性能稳定、比能量高、原材料来源广泛、成本低廉。合成了钙钛矿型的La0.6Ca0.4CoO3作为锌 空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂作了红外光谱(IR),X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等结构测试。研究了催化剂合成对空气电极中氧气还原的影响。通过测定催化电极在碱性介质中的阴极极化曲线,并且组装成锌 空气电池进行放电性能测试,得出了具有最佳放电性能的催化电极组成。实验表明钙钛矿型的催化剂是一种良好的空气(氧)电极催化剂,能有效地促进阴极过程的氧气还原,提高锌 空气电池的性能,如放电容量。     

溶胶-微波干燥法制备Nd_(0.6)Ca_(0.4)CoO_3及其电化学性能

研究用溶胶-微波干燥法制备钙钛矿型氧化物Nd0.6Ca0.4CoO3,通过XRD、TEM对制备的产物进行表征。结果表明,得到的产物为Nd0.6Ca0.4CoO3,平均粒径为65nm。以该氧化物为催化剂,酸处理的碳黑为载体,制备了用于碱性介质中氧还原反应的气体扩散电极,利用极化曲线(LSV)和交流阻抗(EIS)方法测试了其在碱性介质中(6mol/LKOH)对氧还原的催化性能。该催化剂在空气气氛下,电极电位在-0.2V(vs.Hg/HgO)时催化氧还原的电流密度达到160mA/cm2,有显著的氧还原催化效果。微波加热功率、微波加热时间对催化剂的催化氧还原性能有较大的影响。     

涂布法制备自呼吸式双效空气电极

采用涂布法制备MH/空气二次电池用的双效空气电极.考察了该电极的电化学性能,组装了MH/空气二次电池并进行了研究.结果表明:制备的空气电极可实现自呼吸式充放电,在这种方式下,充电电压最低可达0.68 V,放电电压最高可达-0.17V,具有较好的双效性能;在92 h的循环实验中电极的性能稳定.钙钛矿型La0.6Ca0.4CoO3催化剂在该电极中载量为3 mg/cm2,具有较高的双效催化活性及稳定性.涂布法制备双效空气电极,可控性好,易于提高电极的性能.     

新型纳米晶双功能氧电极的研究

合成了系列新型纳米晶钙铁矿型双功能氧电极催化剂La0.6Ca0.4CiO3,La1-xSrxNi1-xCoxO3(x=0,0.05;y=0,0.1),经XRD表征催化剂均为钙钛矿单相.考察了不同催化剂对氧还原和氧析出反应的电催化活性.结果表明,纳米级钙铁矿型催化剂LaNi0.9Co.1O3和La0.95Sr0.05Ni0.9Co0.1O3具有良好的氧还原催化活性,而La0.95Sr0.05Ni0 9Co0.1O3和La0.6Ca0.4CoO3的氧析出催化活性较高.     

Nd_(0.6)Ca_(0.4)MnO_3的制备及电化学性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型氧化物Nd0.6Ca0.4MnO3,以X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热(TG-DSC)手段对产物进行了分析和表征。结果表明:在一定实验条件下制备的氧化物纯度高,粒径小,结构稳定。以该氧化物为催化剂,制备了应用于碱性介质中氧还原反应的气体扩散氧电极,用极化曲线和交流阻抗方法测试和研究了其电化学性能。结果显示:制备的Nd0.6Ca0.4MnO3对氧还原具有优良的催化性能,-0.2V(vs.HgO/Hg)下,电极电流密度在静止的空气和氧气气氛环境中分别达到-82mA/cm2和-142mA/cm2,制备时柠檬酸的配比对其催化的性能有显著影响。     

氧电极催化剂钙钛矿氧化物的制备及催化性能

采用无定形前驱体法,以苹果酸作络合剂,制备了La1-xCaxCoO3和La1-xSrxMnO3系列钙钛矿氧化物,运用差热分析(DTA)和X射线衍射分析(XRD),探讨了催化剂的制备条件,制备La1-xCaxCoO3的最佳pH值为3.0,煅烧温度为650℃,制备La1-xSrxMnO3的pH值影响不大,煅烧温度为600℃。电化学研究结果表明,La0.6Ca0.4CoO3和La0.8Sr0.2MnO3具有较好的催化活性。     

碱性介质空气电极性能的改进

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空气电池,考察了电池的放电性能。实验结果表明,La2O3作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性。在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂。     

氧电极催化剂La0.6Ca0.4CoO3的合成及性能

用溶胶.凝胶法合成了氧电极催化剂La0.6Ca0.4CoO3,通过热重(TG)分析确定了干凝胶的焙烧温度.利用X射线衍射、电化学测试等研究了pH值、柠檬酸用量对催化剂性能的影响.制备La0.6Cao.4C003的最佳工艺条件是:pH=3.0,n(柠檬酸):n(M)=2:1(M为总金属离子).焙烧条件为:700 ℃,2 h.     

双效氧电极电催化剂La0.6Ca0.4CoO3的合成及表征

采用有机酸辅助法合成了钙钛矿型La0.6Ca0.4CoO3电催化剂。利用XRD、TEM技术考察了该电催化剂的合成条件,特别是焙烧条件对电催化剂性质的影响并给出优化结果。采用恒流电化学极化方法初步评价了该电催化剂的双效氧电极电催化性能。结果表明,在700 ℃下恒温2 h所制备的电催化剂材料具有单相、单晶的性质,并具有较小的晶粒度,是较佳的合成条件。在该条件下合成的电催化剂具有较好的双效氧电极电催化活性及稳定性,是很有吸引力的可用于MH-空气蓄电池的双效氧电极电催化剂。     

纳米级掺杂LaNiO3的氧还原性能

用溶胶-凝胶法制备双功能氧电极纳米级催化剂La0.6Ca0.4CoO3,LaNiO3,LaNi0. 9Fe0.1O3,L80.95Sr0.05Ni0 9Fe0.1O3,用XRD技术对催化剂进行表征,并采用稳态极化曲线考察不同催化剂的氧还原催化活性.结果表明,纳米级钙铁矿型催化剂LaNi0.9Fe0.1O3和La0.95Sr0.05Ni0 9Fe0.1O3具有良好的氧还原催化活性.     

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。     

阴离子膜燃料电池阴极非贵金属催化剂研究进展

与质子交换膜燃料电池相比,阴离子交换膜燃料电池不仅能显著提高阴极氧还原反应(ORR)动力学,而且可采用非贵金属催化剂大幅降低成本和减少极板腐蚀,成为新能源领域中的研究热点。对阴离子膜燃料电池中阴极非贵金属氧还原催化剂的研究进展进行了详细评述,在此基础上提出杂原子掺杂的多孔纳米碳材料和以其为载体担载合金化的非贵金属是阴离子交换膜燃料电池阴极催化剂今后的发展方向。     

Mn-Y／TiO2低温NH3选择性催化还原NO性能研究

研究了稀土金属Y掺杂MWTiO2催化剂的低温NH3选择性催化还原NO性能。采用溶胶凝胶法制备Y掺杂的TiO2载体,负载前驱体硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y／TiO2催化剂。考察Y的掺杂量,操作条件如反应温度、氧含量、进口NO浓度和空速等因素对其催化还原NO性能的影响。结果表明,Y与Ti的最佳摩尔比为1．5％,X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂比表面积增大,从而提高催化剂的活性;在反应温度180℃、空速14000h-1、氧含量为3％、NO浓度0．060／0及体积比 φ（NH3）/φ（NO）为1的条件下,Mn负载量为5％,焙烧温度500℃下制备的MnTiY催化剂对NO的转化率达到93．5％。     

锂-空气电池正极催化剂研究进展

具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。     

中性锌-空气电池的阴极非贵金属催化剂

采用中性或准中性溶液为电解质的锌-空气电池具有提高阳极锌稳定性并避免电解质溶液碳酸盐化的优点.开发新型非贵金属催化剂,使之在中性溶液中能有效催化氧还原反应(ORR),这将具有重要意义.通过总结近几年铁/钴/镍掺杂的碳氮复合物的制备、ORR活性测试以及应用于中性锌-空气电池的性能研究方面的主要工作成果,发现采用简单的热解...     

氧电极催化材料的研究现状

主要综述了近几年燃料电池、金属-空气电池中氧还原反应(ORR)催化剂的发展状况,包括发展成熟的贵金属及合金;过渡金属复合氧化物、简单氧化物;过渡金属大环化合物以及双功能电催化剂研究现状。着重阐述了氧气在这些催化剂上的电化学还原机理,催化剂结构对ORR的影响。在贵金属及合金催化剂中,较详细地介绍了Pt-M合金催化剂中各种过渡金属M提高合金催化性能的理论机理,如“锚定效应”等;在过渡金属复合氧化物催化剂中,探讨了掺杂离子的变价作用增加氧气的活性吸附位、提高ORR速率的机理。     

聚合物电解质燃料电池阴极非贵金属电催化剂

为了开发替代聚合物电解质燃料电池 (PEFC)中用于阴极氧还原的贵金属催化剂 ,同时为了提高液体进料直接甲醇燃料电池 (LFDMFC)中阴极催化剂抗甲醇中毒性能 ,基于非贵金属的氧还原催化剂的研究开发工作大量展开 ,介绍了两类用于PEFC中阴极氧还原的非贵金属催化剂———N4 金属大环化合物催化剂和Chevrel相催化剂 ,包括催化剂制备方法、催化活性以及催化机理分析等。对LFDMFC抗甲醇中毒的阴极催化剂进行了分析 ,并指出两类非贵金属催化剂都具有良好的抗甲醇中毒性能     

溶胶-凝胶法制备纳米LaMnO_3的电催化活性

采用表面活性剂聚乙二醇-2000辅助溶胶-凝胶法,制备锌-空气电池催化剂锰酸镧(LaMnO_3)。通过热重-差示扫描量热(TG-DSC)法、XRD、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和极化曲线,研究催化剂LaMnO_3的结构和电催化活性。较优的制备工艺为:初始pH值为6.5,表面活性剂与金属离子物质的量比为0.018∶1.000,在700℃下煅烧3 h。制备的LaMnO_3为钙钛矿结构,晶体成型温度在450℃左右、晶粒尺寸处于纳米级别,具有良好的氧还原电催化活性。以LaMnO_3为催化剂的电极在电位为-600 mV(vs.Hg/HgO)时的输出电流密度为0.165 A/cm~2。