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催化剂载体对电池性能的影响
时间:2018-1-9,点击:0

   下图1为酸处理和未经酸处理的Ketjen炭黑和Vxc-72R炭黑四种催化剂载体Au/C阳极催化剂对应的DBFC单电池在室温下的极化工作曲线对比图。

图1 催化剂载体对电池性能的影响

  通过实验结果表明:对催化剂载体进行酸处理,使组装的相应单电池性能均得到了较大的提高,而Ketjen炭黑作为催化剂载体对应的电池性能明显要优于Vxc-72R炭黑,室温下最大功率密度为24.5mW/cm²,对应的工作电压和电流密度分别为0.82V和32mA/cm²。

表1 酸处理对炭黑催化剂载体孔结构的影响

  如上表1所示,酸处理使催化剂的比表面积减少,这对催化剂性能的提高无疑是不利的。而Ketjen炭黑催化剂载体对应的电池性能明显要优于Vxc-72R炭黑,其最大的原因也在于两者比表面积的差距。

  由于BH4-电氧化反应是在Au/C催化剂与碱性溶液的固液界面进行的,因此,催化剂载体的复杂孔结构对催化剂性能贡献十分有限。可见,经酸处理后催化剂性能大大提高的原因来自催化剂载体表面含氧和含氮官能团的大量增加,这些官能团的增加增强了催化剂的亲水性,有利于BH4-在催化剂表面与Au活性组分的接触,从而减小了电池的极化,提高了电池的性能。

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