非贵金属催化碱性硫离子-空气燃料电池.pdf

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1、化工进展·1440·CHEMICAL1NDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2014年第33卷第6期非贵金属催化碱性硫离子．空气燃料电池黄永茂，张志艳，程艳坤，李永真，张贺(河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系，河北石家庄050026)摘要：以碱性硫离子电解液作为阳极燃料构建了硫离子氧气燃料电池体系，采用粉末活性炭材料制备了涂膏电极，将碱性硫化钠溶液作为阳极燃料，通过建立电化学三电极模型对电极在碱性硫离子溶液中的放电性能进行研究，主要考察了硫离子浓度、体系温度对开路电位以及放电平台的影响。电极在碱性硫离子溶液中具有较负的开路电位和稳定的放电平台；通过

2、单体电池测试在0．24V电压下获得l1mW／cm的最大功率密度，此时电池的电流密度为46mA／cm，证明碱性硫离子燃料电池在阳极不使用贵金属催化剂的情况下表现出良好的放电性能，是一种具有潜在研究价值和广泛应用前景的电化学体系。关键词：燃料电池；电化学；催化；活性炭；碱性硫离子中图分类号：O646文献标志码：A文章编号：1000—6613(2014)06—1440—05DOI：10．3969~．issn．1000．6613．2014．06．015Alkalinesulfide--airfuelcellsystemusingnon--noblemetalcatalystsHUA

3、NGYongmao，ZHANGZhiyan，CHENGYankun，LIYongzhen，ZHANGHe(DepartmentofChemicalandEnvironmentalEngineering，HebeiChemicalandPharmaceuticalCollege，Sh~iazhuang050026，Hebei，China)Abstraet：Thealkalinesulfide．airruelcellsystemwasassembledusingalkalinesulfidesolutionasanodefuelandactivatedcarbonasanodi

4、ccatalyst．Theelectrochemicalbehaviorofalkalinesulfidewasinvestigatedinathree—electrodesystemandtheeffectsofconcentrationofsulfideion，operationtemperatureonopencircuitpotential(OCP)anddischargeplatformwerestudied．TheOCPofanodewasrathernegativeandstable．Throughsinglefuelcelltest，amaximumpowe

5、rdensityofl1mW／cmwasobtainedat0．24Vwithcurrentdensityof46mA／cm，demonstratingexcellentelectrochemicalperformanceforenergyconversion．Thealkalinesulfide—airfuelcellexhibitedpromisingperspectiveduetoitsresearchpotentialandapplicationvalue．Keywords：fuelcells；electrochemistry；catalysis；activated

6、carbon；alkalinesulfide燃料电池由于能够将物质的化学能高效率地转醇为代表的液体有机物燃料电池以其比能量高、便化为电能，因而成为当前研究的热点之一。国内外于运输等特点受到了青睐[9-101，但是贵金属催化剂学者相关研究工作主要集中在燃料的选取与催化剂的高成本以及甲醇渗透成为不可忽略的问题[11-12]；的研究上L1‘4J。理想的燃料电池应具有以下特性：①硼氢化钠燃料电池继承了甲醇燃料的优点，并且在燃料来源广泛，价格低廉；②电化学活性高，使用使用廉价催化剂的情况下表现出较高的电化学活的催化剂成本低；③产物对环境友好。氢一氧燃料电池因其高比能量密度成为理想的研

7、究对象I】曲】，然收稿日期：2013-12．20；修改稿日期：2014一o1．2l。基金项目：河北省教育厅科研项目(Z2012019)。而，由于贵金属催化剂的高成本以及氢的存储运输第一作者及联系人：黄永茂(1979一)，男，硕士，讲师，研究方向为问题，使得它在实用化过程中遇到了困难【7_8]；以甲电化学。E-mailhuangym79@163．tom。第6期黄永茂等：非贵金属催化碱性硫离子一空气燃料电池性【13-15]，因而也成为新兴的研究方向，但是由于燃液中KOH浓度均为1mol／L，硫化钠浓度根据实验料中的氢容