非贵金属催化碱性硫离子-空气燃料电池.pdf

ww. kululu.con
化
工
进展
1440
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2014年第33卷第6期
seoeoctoe55
研究开发
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效电平台的影响。电极在碱性
碗离子溶液中具有较负的开路电位和稳定的放电平台;通过单体电池测试在0.24V电压下获得
lmW/cm2的最大功率密度,此时电池的电流密度为46mA/cm2,证明碱性硫离子燃料电池在阳极不使用
责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)06-1440-05
DOI:10.3969/.issn.1000-6613,2014.06.015
Alkaline sulfide-air fuel cell system using non-noble metal catalysts
HUANG Yongmao, ZHANG Zhiyan, CHENG Yankun, LI Yongzhen, ZHANG He
Department of Chemical and Environmental Engineering Hebei Chemical and Pharmaceutical College
Shijiazhuang 050026, Hcbei, China)
Abstract: The alkaline sulfide-air fuel cell system was assembled using alkaline sulfide
solution as anode fuel and activated carbon as anodic catalyst. The electrochemical behavior of
alkaline sulfide was investigated in a three-electrode system and the effects of concentration of
sulfide ion, operation temperature on open circuit potential( OCP )and discharge platform were
studied. The OCP of anode was rather negative and stable. Through single fuel cell test
maximum power density of Iim W/cm"was obtained at 0.24V with current density o
46MA/cm, demonstrating excellent electrochemical performance for energy conversion. The
alkaline sulfide-air fuel cell exhibited promising perspective due to its research potential and
application value
Key words: fuel cells; electrochemistry; catalysis; activated carbon; alkaline sulfide
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睞1?,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12
的研究上。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-氧燃料电
池因其高比能量密度成为理想的研究对象5?,然收稿日期:201312-20,修改稿目期:201402l
而,由于贵金属催化剂的高成本以及氢的存储运输
基金项目:河北省教育厅科研项目(Z2012019)。
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割:以甲电化学。E- mail huangym790163com