摘要
用溶胶-凝胶法制备出了超亲水性的SiO_2凝胶,经过双氧水灼烧、酸化与干燥后,与Nafion聚合物混合喷涂在电极与固体电解质之间,制作出了一种新型的自增湿膜电极。用IR,BET和XRD表征了SiO_2的亲水性、比表面积和晶体结构,用SEM,EDS表征了电极表面形貌和元素分布,用极化放电法和交流阻抗法分析了自增湿膜电极在外增湿与自增湿方式下发电的性能。实验结果表明,SiO_2粉末表面具有很强亲水能力,介于催化层与质子交换膜界面上的SiO_2颗粒改善了电化学三维反应区,增加了电极反应区稳定性,极大地增强了电池阴极电化学产物水的反扩散作用,实现了无需外加湿的自增湿操作。在0.2MPa,70℃及干反应气体条件下,单电池的最高功率密度可达到1.5W/cm^2。
基金
国家重大基础研究基金(批准号:G2000026410)
国家"八六三"基金(批准号:2001AA515080)
