铝/空气电池阴极及其催化剂研究
简要介绍了铝/空气燃料电池、空气电极和空气电极催化剂的发展现状、进展以及存在的主要问题.通过测定极化曲线研究了碳基体、PTFE含量和电极成型压力对空气电极性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)研究了电极的表面形貌.用交流阻抗法初步研究了空气电极.研究了两种钙钛矿氧化物LaCoO<,3>和LaMnO<,3>的制备条件,以X射线衍射(XRD)为主要手段研究了不同元素在氧化物A位取代对其结构的影响,通过测定空气电极极化曲线和恒电流放电曲线研究了不同催化剂的催化性能.对卟啉及金属卟啉的合成条件进行了优化,并用红外光谱和XPS对合成产物进行了结构表征,在不同温度下对金属卟啉进行了热处理,以XPS为主要手段研究了不同热处理温度对金属卟啉结构的影响,通过测定空气电极极化曲线和恒电流放电曲线研究了不同催化剂的催化性能.实验发现,以活性碳为基体的空气电极性能优于乙炔黑基体,以活性碳为碳基体催化层中PTFE含量为25﹪时电极性能最佳,扩散层的基体材料为乙炔黑,最佳PTFE含量为60﹪.压片压力为15MPa时电极大电流极化性能最佳.钙钛矿氧化物的最佳制备条件为:以苹果酸为辅助酸与金属盐络合形成前驱体,600℃下煅烧2小时.Ca和Sr对LaCoO<,3>和LaMnO<,3>中La元素的取代并未影响其晶体构型.钙元素对LaCoO<,3>取代使晶格发生畸变,晶粒细化,取代量为0.4时,杂相的含量最低,且其催化性能最佳.Sr的取代使晶胞参数减小,晶粒变粗,当Sr的取代量为0.2时催化性能最好.卟啉的最佳合成条件为:以pKa在2.0~4.0之间的酸如氯乙酸等作催化剂,在极性最强、沸点较高的溶剂如硝基苯中反应,反应温度为200℃.热处理能提高金属卟啉的催化活性,600℃的热处理后,金属卟啉环中的M-N<,4>结构未发生变化,此时催化活性最高;而800℃处理过的金属卟啉的中的M-N<,4>结构中有一部分M-N<,4>键已破裂,且出现金属颗粒,催化活性有所下降.
铝/空气燃料电池;空气电极;钙钛矿氧化物;金属卟啉
中南大学
硕士
应用化学
唐有根;蒋金芝
2004
中文
TM911;O643.36
63
2005-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）