国家教育部博士点基金(20110075110001)
- 作品数：5 被引量：20H指数：2
- 相关作者：乔锦丽张璟戴先逢徐莉丁蕾更多>>
- 相关机构：东华大学浙江吉利控股集团有限公司上海攀业氢能源科技有限公司更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金浙江省重中之重学科开放基金更多>>
- 相关领域：理学电气工程更多>>
- 吡啶掺杂碳载钴酞菁催化氧还原的电化学性能及在燃料电池中的应用被引量：8
- 2013年
- 以碳黑(VulcanXC-72R)为载体,吡啶(Py)和钴酞菁(CoPc)为催化剂前驱体,经溶剂分散法制备了Py掺杂碳负载纳米钴酞菁复合催化剂(Py-CoPc/C).通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析和X射线衍射(XRD)分析技术对催化剂的组成和微观结构进行了表征,并运用线性扫描循环伏安法(LSV)和旋转圆盘电极(RDE)技术考察了不同Py掺杂含量对碳载钴酞菁(CoPc/C)催化氧还原反应(ORR)活性的影响及稳定性.结果显示:Py掺杂可以明显改善CoPc/C对ORR的电催化性能,其中掺杂20%Py下所制备的20%Py-20%CoPc/C催化剂对ORR表现出最佳的催化活性,以其制备的气体扩散电极在O2气氛饱和的0.1mol·L-1KOH电解质溶液中,0.2V(相对于标准氢电极)即可产生明显的氧还原电流,半波电位为-0.03V.相比于40%Py/C和未掺杂的40%CoPc/C,20%Py-20%CoPc/C催化剂的半波电位分别正移了160和15mV.进一步运用RDE理论研究表明,在Py-CoPc/C电极上ORR的电子转移总数为2.38,高于CoPc/C电极上的电子转移总数1.96,从而使ORR的选择性明显提高.SEM-EDS和XRD分析表明Py掺杂提高了CoPc/C催化剂的分散性和N含量,更利于O2的吸附.XPS分析表明:吡啶结构的N与石墨结构的N均存在于Py-CoPc/C催化剂中,与催化剂表面的Co离子配位可能是促使ORR活性提高的原因.最后以20%Py-20%CoPc/C制备了膜电极组装(MEA)电极,应用于H2/O2燃料电池单电池发电,室温下获得最大发电功率密度为21mW·cm-2,相对于CoPc/C提高至2.4倍.
- 戴先逢郑明富徐攀石晶晶马承禺乔锦丽
- 关键词：氧还原反应
- Co_3O_4和NiO的制备及掺入乙炔黑后电化学性能
- 2019年
- 采用稀释后的氨水作为反应试剂合成Co_3O_4和NiO过渡金属氧化物,是一种环保简单的方法。以Co_3O_4为例将活性物质与导电剂乙炔黑按照不同的摩尔比(4∶1、6∶1、8∶1和10∶1)制备电极,在1 mol/L的KOH电解质溶液中采用三电极测试系统进行电化学测试,结果显示:当摩尔比为8∶1时电极材料具有最佳的电化学性能,Co_3O_4呈现出了典型的赝电容特性,在1 A/g的电流密度下比电容达到394 F/g。按照此摩尔比(8∶1)对NiO进行测试,比电容达到了140F/g。
- 丁晓丽努热曼古丽.图尔荪菅赛赛马承愚马承愚
- 关键词：CO3O4NIO乙炔黑超级电容器比电容
- CoPy/C催化氧还原的碱效应及活性位研究被引量：1
- 2013年
- 以碳黑(Vulcan XC-72R)为载体,硫酸钴(CoSO4.7H2O)和吡啶(Py)作为催化剂前躯体,经溶剂分散及800℃热处理可制备出高效催化氧还原反应(ORR)的碳载钴吡啶复合催化剂(15%Co25%Py/C,质量分数).采用红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构进行表征.运用旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同浓度的KOH溶液(0.05～12.0 mol/L)对CoPy/C催化氧还原活性的影响.结果表明,不同浓度的KOH溶液对CoPy/C催化剂催化氧还原反应(ORR)的性能影响很大,在0.05和0.1 mol/L KOH溶液中催化剂活性最高.以其制备的气体扩散电极在0.05 mol/L KOH溶液(O2气氛)中的半波电位为-0.138 V[vs.标准氢电极(SHE)],起峰电位为0.10 V,同时表现出明显的极限扩散电流.在-0.381 V时电流密度达到最大值(4.39 mA/cm2).随着KOH溶液浓度的增加(pH值下降),起始电压沿负方向移动,同时动力学、混合动力学和扩散区的电流密度均下降.RDE研究结果表明,在0.05和0.1 mol/L KOH溶液中,O2在CoPy/C电极上的还原主要经4e-过程还原成H2O.XPS研究结果表明,吡啶作为小分子富氮源对提高催化剂的活性具有重要作用,所制备催化剂经800℃高温热处理形成了石墨N、吡啶N以及部分氧化态的氮结构,其中石墨N和吡啶N作为催化剂的活性中心,提供氧还原活性位,从而使该类催化剂对氧还原表现出很好的电催化性能和选择性.
- 徐莉丁蕾戴先逢张璟田丙伦刘师尧乔锦丽
- 关键词：氧还原反应旋转圆盘电极活性位碱性燃料电池
- 高温处理对碳载吡啶钴催化氧还原性能的影响被引量：1
- 2012年
- 利用碳黑(Vulcan XC-72R)中加入硫酸钴和吡啶(Py)作为催化剂前躯体,经溶剂分散热处理构建了一类新型的高效氧还原CoPy/C复合催化剂.运用循环伏安法和旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同温度(600～900℃)处理CoPy/C催化剂在碱性介质中对氧还原的电催化性能.结果表明,热处理能显著提高CoPy/C的催化活性,活性次序为800℃>900℃>600℃>未处理.其中800℃处理的15%Co25%Py/C(质量分数)复合催化剂表现出最佳的氧还原催化性能,以其制备的气体扩散电极在3.0 mol/L KOH电解质溶液(O2气氛)中的半波电位为-0.069 V(相对于标准可逆氢电极),起峰电位为0.026 V,同时表现出明显的极限扩散电流.利用透射电镜、能谱分析和X射线衍射技术对催化剂的微观形貌、颗粒大小和活性位结构的研究结果表明,所制备的碳黑负载吡啶钴催化剂(15%Co25%Py/C)平均粒径为17 nm,经800℃处理后吡啶结构发生了坍塌,形成了其它价态的钴氧化合物、硫化物和单质钴,并协同吡啶中的氮对氧起催化还原作用.RDE结果表明,O2在CoPy/C催化剂上的反应动力学主要通过4e-过程还原成H2O.
- 徐莉林瑞丁蕾戴先峰乔锦丽
- 关键词：循环伏安旋转圆盘电极碱性燃料电池
- 用于燃料电池的聚乙烯醇/纤维素/聚乙二醇碱性阴离子交换复合膜的制备及性能被引量：10
- 2012年
- 通过对聚乙烯醇(PVA)/季铵化羟乙基乙氧基纤维素(QHECE)共混膜进行聚乙二醇(PEG)聚塑化改性,采用物理-化学交联联用法制备了PVA/QHECE/PEG碱性阴离子交换复合膜.通过交流(AC)阻抗、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、气相色谱(GC)和拉伸实验等手段考察了不同PEG添加量对膜的离子电导率、分子结构、微观形貌、热稳定性、力学强度、甲醇渗透率和耐碱稳定性等性能.结果表明,PEG的加入(除最小比例外)提高了膜的离子电导率和力学强度并使其柔韧性增大.同时,膜的热稳定性比未添加PEG时提高了40℃.将PVA/QHECE/PEG膜在80℃,6 mol/L KOH浓碱溶液中浸渍处理264 h,膜的电导率从1.06×10-3S/cm提高到3.88×10-3S/cm,而膜的外观和力学强度及含水率未发生明显变化,表明该膜具有很好的耐碱化学稳定性.此外,以3 mol/L甲醇溶液为测试目标,膜的甲醇渗透率<10-7cm2/s,仅为商业用Nafion膜的1/20～1/40.
- 刘玲玲张璟乔锦丽
- 关键词：聚乙烯醇聚乙二醇
