[00114835]直接NaBH4燃料电池阳极催化材料的研究

系统研究了直接NaBH4燃料电池的阳极催化材料,取得了如下的重要研究成果： 1. 通过对AB5型储氢合金进行电解液浸泡处理,研究了其催化NaBH4直接电化学氧化的电化学性能,探讨了储氢合金催化NaBH4直接电化学氧化的反应历程。储氢合金催化NaBH4直接电化学氧化历程分为储氢和放氢两个步骤,首先是储氢合金催化NaBH4氧化生成氢原子并将其储存在合金中,然后被储存的氢按照镍氢电池的阳极反应进行电化学氧化。影响储氢速度的因素主要为NaBH4的浓度和储氢合金的成分,储氢速度随着NaBH4浓度的增加而增加;影响放氢速度的因素主要为电极中的储氢量与储氢合金成分,其中储氢量随着浸泡时间、合金储氢容量与储氢速度的增加而增加,从而使放氢速度增加。储氢与放氢速度的快慢共同决定了储氢合金电极的放电电流密度的大小和衰减程度。当储氢速度不小于放氢速度且储氢速度不变时,电流没有衰减;当储氢速度小于放氢速度时,电流随着放电时间的延长而减小,直至当储氢速度等于放氢速度时出现电流平台。 2. 研究了MmNi3.2Al0.2Mn0.6 Co1.0经KOH处理和MnO2掺杂对催化NaBH4电氧化的影响。发现NaBH4在经KOH处理后的合金上的峰电流达到50 mA cm-2。如果再进行MnO2掺杂,其电催化活性进一步提高,当掺杂MnO2质量比为10%时,MmNi3.2Al0.2Mn0.6Co1.0对NaBH4电氧化的峰电位和峰电流密度分别为-0.45 V和126 mA cm-2,峰电流密度比只经KOH处理的合金增加了2.52倍,比未经任何处理的催化剂增加了9倍。 3. 以线性扫描伏安曲线的测试研究了热碱处理和Fe2O3修饰对储氢合金催化硼氢化物电氧化活性的影响。结果发现热碱处理和Fe2O3修饰能促进储氢合金催化硼氢化物电氧化的性能,热碱处理后再用5 wt.% Fe2O3修饰的储氢合金在-0.55 V（vs. 饱和 Ag/AgCl, KCl 电极）时,在0.10 mol dm-3 NaBH4 和 2 mol dm-3 NaOH 溶液中的电流密度达到 125 mA cm-2。