空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响

为了研究空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响,采用辊压法制作了单层膜、三层膜和两种不同结构的双层膜分别作为扣式锌空气电池的空气电极;测试了空气电极的透气性、极化曲线;并测试了用各种膜电极制作的扣式锌空气电池的放电性能.研究结果表明,单层膜空气电极的透气性能最好,在相同的极化电位下的极化电流密度最大;三层膜空气电极防漏液性能相对最好;催化层与透气层直接接触的双层膜电极由于具有较好的透气性、放电电流密度较高、防漏性能好并延长了电极使用寿命,因而由其装配所得的扣式锌空气电池具有最长的放电时间和最高的平均工作电压.     

碱性介质中空气电极性能改进的研究

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,La2O3作为空气层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性.在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂.     

不同空气阴极表面结构之锌-空气燃料电池性能

本论文主要针对锌-空气燃料电池之空气阴极表面结构进行改善.锌-空气燃料电池主要以氢氧化钾为电解液,利用不同空气电极表面结构进行空气阴极性能与寿命研究.实验中进行了开回路电压性能测试与定电流放电测试,并讨论其两者电压-电流性能及功率密度差异,比较不同表面结构阴极的对电解液的抗蚀能力,针对放电完的电池电极进行材料分析.由实验结果得知,如此类似保护膜功用之电极表面结构在电池反应时,能够减少电解液本身以及阳极金属氧化物对空气电极表面的影响,提供较长时间稳定电流输出,大大地提升锌-空气燃料电池空气电极之使用寿命.     

一种金属复合氧化物为催化剂的空气电极的研究

以一种金属复合氧化物为催化剂,以活性炭为载体,制备了空气电极.采用三电极体系测试了空气电极的阴极稳态极化曲线和200 mA/cm2电流密度下连续放电曲线.结果表明,在ω(NaOH)=30%的溶液、300 mA/cm2电流密度下,氧还原的过电位仅0.180 V;200 mA/cm2的电流密度下放电,寿命可长达6 000多小时.用此种空气电极作为阴极,可以大幅度提高锌-空气电池和铝-空气电池的电压.     

环保新能源——锌-空气电池

机械式锌-空气电池是属一次电池。它是以空气中的氧(O_2)当作阴极活性物,锌(Zn)当作阳极活性物的电池。氧本身不能直接作为电极,必须先溶解在电解液(KOH)中,借扩散机制然后吸附在多孔性碳电极表面上,在碳电极表面发生电化学反应,产生电流,氧气的消耗则来自空气中的氧气,因此,     

扩散层对ab-PBI膜高温燃料电池阴极内传质的影响

目的研究高温质子交换膜燃料电池的扩散层孔隙率及其厚度对于提高其性能的影响.方法建立一个二维、单相、稳态数学模型研究高温质子交换膜燃料电池阴极氧气和水蒸气扩散传递规律.模型耦合了质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和催化剂层中的Butler-Volmer方程,研究扩散层孔隙率及其厚度对电池阴极中氧气、水蒸气浓度分布的影响.结果在气体流动方向,氧气浓度逐渐降低,水分浓度逐渐升高;从催化剂层到扩散层,氧气浓度逐渐降低,而水分浓度渐渐升高.减小扩散层的厚度和增大扩散层孔隙率,在气体流动方向,氧气浓度降低的梯度变大,水分浓度升高的梯度也越大;在扩散层和催化剂层厚度方向,氧气浓度降低的梯度变小,水分浓度增大的梯度也越小.结论在一定范围内降低扩散层厚度和增大孔隙率有利于氧气的输入和产物水的排出,提高高温质子交换膜燃料电池性能,对高温质子交换膜燃料电池结构参数的优化及电池的推广应用具有重要影响.     

流道对ab-PBI膜高温燃料电池阴极传质的影响

目的研究高温质子交换膜燃料电池的流道深度及其宽度对于提高其性能的影响.方法建立了一个二维、单相、稳态数学模型模拟研究高温质子交换膜燃料电池阴极氧气和水蒸气分布规律,分析流道深度及宽度对电池阴极中氧气、水蒸气浓度分布的影响.结果在高温质子交换膜燃料电池阴极中,氧气浓度沿着流道方向降低,而水分浓度则升高;从催化剂层到扩散层,氧气浓度升高,而水分浓度降低.在一定范围内增大流道深度,电池阴极催化剂层和扩散层内氧气浓度越大,水分浓度越小.在一定范围内增大流道宽度,电池阴极扩散层和催化剂层内氧气浓度越小,水分浓度越大.结论在一定范围内降低流道的深度和增大流道的宽度有利于氧气的传输与充分反应,可以提高高温质子交换膜燃料电池的性能.研究结果对高温质子交换膜燃料电池的流场结构参数的优化具有重要参考价值.     

质子交换膜燃料电池一维气液两相流模型研究

为研究质子交换膜燃料电池内水对电池输出性能的影响,搭建了一维燃料电池气液两相流模型,该模型考虑了氧气、氢气、水蒸气和液态水在气体流道、气体扩散层和催化层中的流动以及膜结合水在聚合物中的传输过程,同时考虑了电池内部水的相变。采用该模型分析了进气相对湿度对燃料电池输出性能的影响,结果表明:在小电流密度工况下,高相对湿度入口气体能够降低电池内阻提高输出电压;在进气相对湿度较高和大电流密度条件下,阳极比阴极更容易发生水淹。     

锌–空气电池抑制阳极钝化的研究进展

锌–空气电池凭借其高能量密度、电极材料资源丰富、生产成本低、储存寿命长、绿色环保无污染等优点而被广泛研究，但由于锌阳极在循环过程中存在锌枝晶生长、钝化等问题，导致锌–空气电池的实际能量密度低于理论容量密度，严重制约了其发展与应用。本文根据锌–空气电池的锌阳极工作原理和钝化机理，从电解液优化、锌阳极结构设计和表面改性等方面分析提出解决锌阳极钝化的措施，并提出了关于这些问题未来的研究方向，最后对锌–空气电池的未来发展做出展望。     

一种铝-空气燃料电池能量重整技术的研究

为探究4 mol/L氢氧化钾电解液中不同锌离子浓度对铝-空气燃料电池负极自腐蚀的影响，提高其放电性能，采用6061铝合金作为负极，氧化锌作为电解液添加剂，进行了析氢失重分析. 利用网包负极结构完成了能量的重新整合，并测试了电池的放电性能. 结果表明:当4 mol/L氢氧化钾电解液中含0.3 mol/L锌离子时，6061铝合金的抑氢效率最高，约为64.364%. 在该电解液下，使用网包负极结构的燃料电池以20 mA/cm2电流密度放电时的电极效率和比容量最高，分别约为41.633%和1240.665 A·h/kg，较优化前提升了64.440%. 燃料因腐蚀耗散的能量被存储于其表面的沉积锌中，并在负极网的辅助下转化成电能，达到了能量重整的目的，使电池性能得到了显著提升.      

介孔炭空气扩散电极电催化氧化产过氧化氢的影响

以压片法制备了介孔炭空气扩散电极,优化制备工艺,并将其用于自制的电化学降解装置中,以求高效产H_2O_2的能力和提高对气态污染物的降解效率。结果表明,当介孔炭与PTFE乳液质量比为3∶1、压片压力为15 MPa、在管式炉中300℃焙烧1 h后,所制得的介孔炭空气扩散电极性能最佳。在鼓气速率为6 L/h、电解质浓度为0.8 mol/L的Na_2SO_4溶液、电流密度为30 m A/cm~2、污染物含量12%时,能高效生成H_2O_2,浓度为1 598 mg/L。制作的空气扩散电极在数次使用之后,仍能保持良好的产H_2O_2能力。     

CNTs气体电极高效产H2O2及在直接蓝脱色中的应用

以碳纳米管等气体电极为阴极，石墨为阳极，构成电化学体系现场产生H2O2，考察电流密度对H2O2产生量的影响．结果表明：pH值为7、电流密度为20mA／cm^2、曝气量为1．3L／min时，通电1h，CNTs气体电极H2O2产生量为1036mg／L，是活性炭气体电极的1．7倍．以CNTs气体电极为阴极，Sb-SnO2／Ti电极为阳极，阴阳极联合降解直接蓝染料，60min脱色率达96％，且反应符合拟一级反应动力学．     

微电极在 Ni(OH)_2 使用寿命测定中的应用

采用粉末微电极技术，通过循环伏安法对Ｎｉ（ＯＨ）２使用寿命的测定进行了研究．通过控制微电极孔穴深度，使电极过程不受液相扩散控制，从而提高了电极的充放电电流．在电极循环过程中，放电峰电流随着循环次数而变化，从而反映出电极的循环性能．在每次循环扫描过程中，充电深度达到７５％，能够满足常规检测的要求．对含Ｃｏ与不含Ｃｏ两种Ｎｉ（ＯＨ）２的检测结果说明，Ｃｏ有利于延长Ｎｉ（ＯＨ）２的寿命，这一点与已往的结论是相符的．应用这一技术，完成一次测试所需时间不到１０ｈ．这种方法对于研究Ｎｉ（ＯＨ）２掺杂元素对寿命的影响是非常快速而有效的．     

电催化苯加氢反应中气体扩散电极性能的影响因素分析

将气体扩散电极应用在电催化苯加氢反应中，通过测定电流效率，分析了气体扩散电极的制备因素对其电化学性能的影响。考察了反应温度对苯加氢反应速度和析氢反应速度的影响，推算出苯加氢反应和析氢反应的表观活化能；考察了电解液硫酸的浓度、苯蒸汽的浓度、增湿水蒸气的浓度、载气流速等对电极性能的影响，并确定最佳的外界实验操作条件。应用气体扩散电极前后的反应电流对比表明，气体扩散电极能够有效地提高反应速度。     

聚合膜固定葡萄糖氧化酶及酶活性分析

采用电化学石英晶振阻抗分析法,测定了中性缓冲溶液中葡萄糖氧化酶在去甲肾上腺素电氧化聚合膜中固定化酶的量;并结合安培法,定量检测了固定化酶(ESAi)和游离酶(ESAn)的比活性以及固定化酶相对于游离酶的酶相对比活性(ERA)。另外,采用扫描电化学显微镜(SECM)监测了酶电极检测电位下"泄漏"H2O2的氧化电流,并分析该泄漏电流的存在可能是引起酶电极ERA偏低的重要原因。     

Studies of Several Systems with Air Electrode Electro-Synthesizing H_2O_2 on the Spot for Degr ading Aniline in Aqueous

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Morphology-controllable solvothermal synthesis of nanoscale LiFePO4 in a binary solvent

LiFePO4(LFP) nanobars,microplates and nanorods have been selectively synthesized via a solvothermal method in a water-ethylene glycol(EG) binary solvent with H3PO4,LiOH·H2O,and FeSO4·7H2O as starting materials.The morphology and size of the as-obtained LFP products can be deliberately controlled by varying the volume ratio of EG to water.The formation mechanism and electrochemical properties of different LFP morphologies have been investigated.With carbon coating,the Li-ion diffusion coefficients of LFP nanorods,nanobars and micro-plates are 2.58×10-9,2.91×10-10,and 7.22×10-10 cm2 s-1,respectively.For the carbon-coated nanorods,excellent rate capability and cyclability were attained.At 5 C,the capacity was 141 mAh g-1 for the first cycle and maintained 120 mAh g-1 after 100 cycles;at 10 C,the capacity was still as high as 132 mAh g-1.     

微过氧化物酶-11在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学

利用物理吸附的方法将微过氧化物酶-11（MP-11）固定在多壁碳纳米管（MCNT）修饰的玻碳电极表面。研究发现：在pH=7.12磷酸盐缓冲溶液中,修饰电极上的MP-11发生了两电子一质子准可逆的氧化还原反应,式量电位E0’为-298mV（vs Ag/AgCl）,峰电位差ΔEP为39mV。在该修饰电极上MP-11对氧气（O2）和过氧化氢（H2O2）都能进行催化还原,催化还原过程都是扩散控制的过程。而且在信噪比为3时,MP-11对H2O2的最低检出限是0.35mmol/L,表明MP-11在修饰电极上保持了自身的生物活性,该修饰电极有望在生物燃料电池和生物传感器中得到应用。     

高压脉冲气液同时放电对甲基橙的脱色

利用针板式放电,研究了水中脉冲放电对甲基橙的脱色效果.向反应体系中通入气体,可实现气液同时放电,生成的自由基增加,可提高高压脉冲液相放电体系的能量效率.对峰值电压、添加剂过氧化氢、放电形式及气体种类等因素对甲基橙溶液脱色效果的影响进行了研究.结果表明:当提高峰值电压、加入H2O2,改变放电形式(由电晕放电向火花放电转变)以及通入气体特别是氧气时甲基橙溶液的脱色效果得到显著提高.通过紫外光谱研究表明甲基橙经放电处理后分子结构中的偶氮键发生断裂,破坏了偶氮-苯环共轭发色体系,从而达到了脱色的目的.     

Suppressing the formation of SRZ in a Ni-based single crystal superalloy by RuNiAl diffusion barrier

NiAl-based bond coats applied in thermal barrier coating (TBC) systems containing Ru and Pt have been studied in recent years. Interdiffusion between the coatings and the underlying superalloy substrates usually results in degradation of the mechanical properties of the substrates. In this paper, a NiAl/Ru coating was deposited onto a single crystal superalloy DD6 by electroplating and electron beam physical vapor deposition (EB-PVD). Interdiffusion behavior of the NiAl/Ru and NiAl coated specimens at 1100 1 C was comparatively investigated. For the NiAl coated specimen, after 100 h vacuum annealing, beneath the coating there was a 50 mm thickness secondary reaction zone (SRZ) with some needle-like topologically closed pack ed (TCP) phases. However no SRZ was observed in the NiAl/Ru coated specimen. This may be attributed to the RuNiAl that acted as a diffusion barrier to prevent the inward diffusion of Al from the coating and the outward diffusion of refractory elements from the substrate, and hence suppressing the formation of TCP phases and SRZ in the superalloy.