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高性能Ir基阳极双催化层阴离子交换膜电解水
1
作者 尹燕 尹硕尧 +2 位作者 陈斌 冯英杰 张俊锋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-7,共7页
设计高性能低Ir阳极催化层对阴离子交换膜电解水(AEMWE)商业化发展至关重要。本研究采用催化剂涂覆基底(CCS)方法,构建基于氧化铱(IrO_(2))和碳载铱(IrC)双催化层的阳极结构,提出了一种新型双Ir催化层并提高了AEMWE性能。研究表明,在IrC... 设计高性能低Ir阳极催化层对阴离子交换膜电解水(AEMWE)商业化发展至关重要。本研究采用催化剂涂覆基底(CCS)方法,构建基于氧化铱(IrO_(2))和碳载铱(IrC)双催化层的阳极结构,提出了一种新型双Ir催化层并提高了AEMWE性能。研究表明,在IrC-IrO_(2)(先喷涂碳载铱,后喷涂氧化铱)催化层中,IrC高度分散特性有利于提高催化层中Ir的利用率,优化了催化层内电子、氢氧根离子的传输。采用商业Pt/C催化剂作为阴极,IrC-IrO_(2)阳极双催化层组装成碱性膜电极,在1 mol/L KOH电解质条件下,2.0 V时IrC-IrO_(2)电极达到了2.31 A/cm^(2)的高电流密度,而且在低浓度电解质以及纯水中依旧保持较高的性能。本研究为碱性膜电解水技术高效催化层的设计提供了参考。 展开更多
关键词 阴离子交换膜电解水(AEMWE) 析氧反应(OER) 双催化层 Ir基催化剂
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高温质子交换膜燃料电池中阴极双催化层孔结构的设计研究 被引量：1
2
作者 刘士琨 邓程维 +2 位作者 姬峰 闵宇霖 李和兴 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1135-1141,共7页
优化气体扩散电极(GDE)的结构是提升高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)性能、降低成本的重要手段.本工作通过调控内外催化层中碳酸氢铵造孔剂含量,构筑了一种梯度孔分布的双催化层阴极,优化磷酸分布,降低氧传输阻力,从而达到电化学性能... 优化气体扩散电极(GDE)的结构是提升高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)性能、降低成本的重要手段.本工作通过调控内外催化层中碳酸氢铵造孔剂含量,构筑了一种梯度孔分布的双催化层阴极,优化磷酸分布,降低氧传输阻力,从而达到电化学性能提升的目的.结果显示,当内催化层使用46.7%(w) PtCo/C且不添加造孔剂,外催化层使用40%(w) Pt/C且铂与造孔剂质量比为0.53时构成的膜电极,在160℃与常压氢空进料下,其组成的单电池最大功率密度达439 mW·cm^(-2),比未添加造孔剂的单电池最大功率密度高69 mW·cm^(-2). 展开更多
关键词 高温质子交换膜燃料电池 双催化层 造孔剂 电化学性能
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微型DMFC用新型双催化层膜电极的制备
3
作者 索春光 张文斌 +1 位作者 王华 文斯 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期626-630,共5页
膜电极是直接甲醇燃料电池的核心部件,其制备工艺直接影响膜电极的微观结构,进而影响电池性能.采用质子交换膜担载催化剂方法制备含有内催化层的膜电极,同时采用气体扩散层上喷涂催化剂的方法制备含有外催化层的气体扩散电极,再用热压... 膜电极是直接甲醇燃料电池的核心部件,其制备工艺直接影响膜电极的微观结构,进而影响电池性能.采用质子交换膜担载催化剂方法制备含有内催化层的膜电极,同时采用气体扩散层上喷涂催化剂的方法制备含有外催化层的气体扩散电极,再用热压的方法将含有内催化层的薄型膜电极与含有外催化层的气体扩散电极热压在一起,从而制备含有双催化层结构的膜电极.结果表明:采用质子交换膜双侧同时化学镀铂/铂钌的方法,催化剂镀层与质子交换膜结合力良好,镀层纯净均匀无皲裂;在新型双催化层膜电极中从质子交换膜到扩散层方向形成了催化剂浓度梯度、孔隙率梯度和疏水/亲水性梯度3个梯度,有利于传质及反应物的电化学反应,从而提高微型直接甲醇燃料电池MEA的性能. 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 膜电极 化学镀铂 化学镀铂钌 双催化层
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直接甲醇燃料电池高性能双催化层阳极的研究 被引量：4
4
作者 樊小颖 赵新生 +5 位作者 孙海 汪国雄 王素力 孙公权 衣宝廉 辛勤 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期231-235,共5页
提出了一种直接甲醇燃料电池(DMFC)双催化层阳极结构,该双层结构由担载型Pt-Ru/C和非担载型Pt-Ru催化层组成。测定了电池的放电性能并以扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对电池的结构进行了研究,同时,以交流阻抗法和伏安法对电极进行了表... 提出了一种直接甲醇燃料电池(DMFC)双催化层阳极结构,该双层结构由担载型Pt-Ru/C和非担载型Pt-Ru催化层组成。测定了电池的放电性能并以扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对电池的结构进行了研究,同时,以交流阻抗法和伏安法对电极进行了表征。结果表明,在双催化层结构中,形成了催化剂浓度和孔道大小的梯度分布,改善了物料传递、质子传递、电子传递状况,提高了贵金属催化剂利用率和电池性能。在金属含量相同的条件下,同单催化层电极结构相比,双催化层电极结构的电池比功率明显提高,由135mW·m-2增加到217mW·cm-2。此外,该双催化层结构电极还能够有效地降低甲醇渗透,提高燃料利用率。 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 双催化层阳极 甲醇渗透 电化学表面积 交流阻抗
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质子交换膜燃料电池双催化层阴极 被引量：4
5
作者 张学伟 史鹏飞 王洪伟 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期17-18,共2页
提出了双催化层阴极,该电极同时采用聚四氟乙烯和Nafion两种粘结剂粘结催化层,阴极催化层具有良好的气体传输和质子传递能力。在常压、65℃下进行了憎水电极、亲水电极和双催化层电极的测试,双催化层电极的电流密度在0.7V时比憎水电极... 提出了双催化层阴极,该电极同时采用聚四氟乙烯和Nafion两种粘结剂粘结催化层,阴极催化层具有良好的气体传输和质子传递能力。在常压、65℃下进行了憎水电极、亲水电极和双催化层电极的测试,双催化层电极的电流密度在0.7V时比憎水电极和亲水电极分别提高42.9%和20.6%。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 憎水电极 亲水电极 双催化层电极
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直接甲醇燃料电池双催化层阴极结构和性能 被引量：1
6
作者 汪国雄 孙公权 +5 位作者 王素力 王琪 孙海 毛庆 辛勤 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期876-879,共4页
制备了直接甲醇燃料电池双催化层阴极,双催化层由内催化层Pt黑和外催化层40%Pt/C构成。接触角测试、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDX)分析结果表明,在双催化层阴极结构中形成了憎水性、孔结构和催化剂浓度梯度分布。循环伏安测试结果表明双... 制备了直接甲醇燃料电池双催化层阴极,双催化层由内催化层Pt黑和外催化层40%Pt/C构成。接触角测试、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDX)分析结果表明,在双催化层阴极结构中形成了憎水性、孔结构和催化剂浓度梯度分布。循环伏安测试结果表明双催化层具有较多的电化学活性表面积。该双催化层阴极结构有利于氧气扩散和水的排出,提高了电池性能。 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 膜电极 双催化层阴极 梯度分布
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直接甲醇燃料电池双催化层阳极的稳定性研究
7
作者 赵新生 孙公权 +5 位作者 樊小颖 汪国雄 孙海 毛庆 王素力 辛勤 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期791-794,共4页
主要研究了双催化层阳极的稳定性,考察了直接甲醇燃料电池(DMFC)在623h寿命测试过程中的运行规律和性能衰退因素,探索了恢复电极性能或缓解电极性能衰退的方法。结果表明,对阳极催化层进行电位扫描(Potentialsweep),可以氧化去除催化剂... 主要研究了双催化层阳极的稳定性,考察了直接甲醇燃料电池(DMFC)在623h寿命测试过程中的运行规律和性能衰退因素,探索了恢复电极性能或缓解电极性能衰退的方法。结果表明,对阳极催化层进行电位扫描(Potentialsweep),可以氧化去除催化剂表面的吸附物种,一定程度上恢复电极性能或缓解电极性能衰退过程。电池寿命测试及扫描电子显微镜(SEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析结果说明双催化层阳极结构具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 双催化层阳极 电位扫描
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