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直接硼氢化物燃料电池用非贵金属钴基阳极催化剂的研究进展
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作者 韩家乐 田晓 +3 位作者 张颖 张晓杰 高媛媛 聂丹虹 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期50-56,共7页
直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种将存储在硼氢化物中的化学能(氢能)在阳极催化剂作用下直接转化为电能的新型氢燃料电池。由于该类电池具有理论电池电压高、能量密度大、绿色清洁及便于携带等优点而备受研究者的青睐。DBFC的阳极催化... 直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种将存储在硼氢化物中的化学能(氢能)在阳极催化剂作用下直接转化为电能的新型氢燃料电池。由于该类电池具有理论电池电压高、能量密度大、绿色清洁及便于携带等优点而备受研究者的青睐。DBFC的阳极催化剂是决定电池性能的关键因素。以往阳极催化剂多采用贵金属及其合金。贵金属催化剂具有优越的催化活性和稳定性,但贵金属资源有限且成本高。为降低成本、扩大应用范围,近年来研究人员开始寻找非贵金属催化剂。Co基催化剂是一类非贵金属催化剂,因其活性高、比贵金属便宜等优点而受到研究者的重视。从Co基催化剂的种类、制备方法和性能角度出发,对近几十年来Co基催化剂的研究成果进行分析、梳理。同时对Co基催化剂今后的发展进行展望。 展开更多
关键词 直接氢化物燃料电池 阳极催化剂 Co基催化剂 电催化性能 水解反应
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直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂的研究进展 被引量:3
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作者 田晓 段如霞 +1 位作者 赵丽娟 那仁格日乐 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1233-1242,共10页
直接硼氢化物燃料电池(DBFC)具有理论电池电压高和能量密度大等特点,而其阳极催化剂是决定电池性能的关键因素之一。因此,研究者们在提高阳极催化剂催化活性和降低催化剂成本方面开展了大量的研究工作。本文在简要介绍DBFC工作原理和阳... 直接硼氢化物燃料电池(DBFC)具有理论电池电压高和能量密度大等特点,而其阳极催化剂是决定电池性能的关键因素之一。因此,研究者们在提高阳极催化剂催化活性和降低催化剂成本方面开展了大量的研究工作。本文在简要介绍DBFC工作原理和阳极反应机理的基础上,从催化剂种类和性能角度综述了近年来DBFC中贵金属、过渡金属以及储氢合金阳极催化剂的主要研究进展,指出了阳极催化剂研究所面临的问题,同时提出了今后的发展方向。 展开更多
关键词 直接氢化物燃料电池 阳极催化剂 催化活性 水解反应 综述
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AgNi合金作为直接硼氢化物燃料电池的阳极催化剂 被引量:11
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作者 冯瑞香 曹余良 +1 位作者 艾新平 杨汉西 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第6期932-934,共3页
采用机械球磨法制备银镍合金,并将其用作直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的阳极催化剂.XRD和SEM实验表明,这种催化剂为纳米粒子集聚的微米颗粒,具有二元合金的典型结构特征.电化学实验表明,AgNi合金不仅能够催化硼氢化物的直接电化学氧化,... 采用机械球磨法制备银镍合金,并将其用作直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的阳极催化剂.XRD和SEM实验表明,这种催化剂为纳米粒子集聚的微米颗粒,具有二元合金的典型结构特征.电化学实验表明,AgNi合金不仅能够催化硼氢化物的直接电化学氧化,而且可以抑制硼氢化物的化学水解.当采用AgNi/C作为DBFC电池的阳极催化剂时,硼氢化钾的放电容量在3500mAh·g-1以上,对硼氢化物燃料的利用率可达90%以上. 展开更多
关键词 银镍合金 机械球磨 氢化物 燃料电池
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双核双金属酞菁(FeCoPc_2)阴极催化直接硼氢化物燃料电池 被引量:1
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作者 马金福 刘艳 +1 位作者 赖俊华 柳永宁 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期280-283,共4页
研制一种无膜型直接硼氢化物燃料电池(DBFC).循环伏安测试发现FeCoPc2在碱性溶液中对氧还原具有催化作用.稳态极化曲线表明,由于FeCoPc2结构具有较强的共轭效应以及Fe、Co在催化中的协同作用使它比FePc、CoPc具有更强的氧还原能力,并获... 研制一种无膜型直接硼氢化物燃料电池(DBFC).循环伏安测试发现FeCoPc2在碱性溶液中对氧还原具有催化作用.稳态极化曲线表明,由于FeCoPc2结构具有较强的共轭效应以及Fe、Co在催化中的协同作用使它比FePc、CoPc具有更强的氧还原能力,并获得了110mW/cm2的功率密度.恒电流放电测试表明该燃料电池性能具有良好的稳定性. 展开更多
关键词 燃料电池 氢化物 金属酞菁配合物
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钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池 被引量:1
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作者 刘艳 马金福 +1 位作者 赖俊华 柳永宁 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期148-151,共4页
直接硼氢化物燃料电池(DBFC)因其高的理论电压和阳极电氧化速率而引起广泛的关注。在本研究中,建立了以碳载钴酞菁(CoPc/C)为阴极催化剂、AB5型储氢合金为阳极催化剂的DBFC体系,测试表明,CoPc/C阴极在BH4-碱性溶液中不仅表现出优越的氧... 直接硼氢化物燃料电池(DBFC)因其高的理论电压和阳极电氧化速率而引起广泛的关注。在本研究中,建立了以碳载钴酞菁(CoPc/C)为阴极催化剂、AB5型储氢合金为阳极催化剂的DBFC体系,测试表明,CoPc/C阴极在BH4-碱性溶液中不仅表现出优越的氧还原催化活性,而且对BH4-没有催化活性,因此,在此体系中的DBFC可以不使用任何离子交换膜。实验中测得的最大功率密度为65mW/cm2,并具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 燃料电池 氢化物 碳载钴酞菁(CoPc/C) AB5型储氢合金
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被动式直接硼氢化物燃料电池堆的设计与测试 被引量:1
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作者 马金福 柳永宁 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期503-506,510,共5页
设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾... 设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾水解产生的H2气泡影响较大。 展开更多
关键词 燃料电池 氢化物 无膜型
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氧化铈作为阴极催化剂在直接硼氢化物燃料电池中的应用 被引量:2
7
作者 倪学敏 王雅东 潘牧 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期43-45,共3页
研究以氧化铈(CeO2)作为直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阴极催化剂的性能.结果表明:氧化铈对氧还原具有良好的催化效能,但对BH4-离子水解没有明显的促进作用,而且还能抑制它在正极的氧化.以氧化铈为阴极催化剂组装成的模拟单室燃料电池在... 研究以氧化铈(CeO2)作为直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阴极催化剂的性能.结果表明:氧化铈对氧还原具有良好的催化效能,但对BH4-离子水解没有明显的促进作用,而且还能抑制它在正极的氧化.以氧化铈为阴极催化剂组装成的模拟单室燃料电池在常温下的最高功率密度为67.8mW·cm-2,运行稳定. 展开更多
关键词 直接氢化物燃料电池 单室燃料电池 氧催化还原 CEO2 电极
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储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究进展 被引量:1
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作者 闫静 田晓 +3 位作者 赵宣 赵丽娟 杨艳春 陈均 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期2229-2236,共8页
直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种可以直接将化学能转化成电能的新型燃料电池,该类电池因具有理论电压高、能量密度大、环境污染小等优点而备受关注。然而,在DBFC工作的过程中,BH 4 -容易发生水解而释放出氢气,导致实际转移的电子数目... 直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种可以直接将化学能转化成电能的新型燃料电池,该类电池因具有理论电压高、能量密度大、环境污染小等优点而备受关注。然而,在DBFC工作的过程中,BH 4 -容易发生水解而释放出氢气,导致实际转移的电子数目减少,燃料利用率降低,同时生成的氢气还会给电池带来隐患。研究表明,DBFC的性能很大程度取决于硼氢化物分子在DBFC阳极上发生的电化学反应,而阳极上的电化学反应又直接受阳极催化剂的控制。因此,阳极催化剂是影响DBFC电化学性能的关键因素。以往研究者们多采用贵金属单质(例如Au、Pt、Ag、Pd等)或贵金属合金作为DBFC阳极催化剂,也有的采用过渡金属(例如Ni)。贵金属催化剂具有优异的催化性能,但高昂的成本限制了它们的广泛应用。过渡金属成本较低,但其催化性能却不够突出。因此,阳极催化剂的选择是DBFC能否广泛应用的关键。近年来,具有可逆吸、放氢性能的储氢合金由于其特殊的储氢特性引起了DBFC研究者们的极大关注,他们将储氢合金用作DBFC阳极催化剂。研究表明,储氢合金除了具有与贵金属催化剂相类似的催化能力外,还能将DBFC工作过程中发生的水解副反应释放出来的氢吸附(或存储),并在一定条件下再将氢以电能的形式释放出来,从而提高了燃料的利用率。此外,储氢合金作为DBFC阳极催化剂,不仅降低了原材料成本,还抑制了水解副反应,从而提高了燃料的利用率,同时该合金在稳定性方面也有一定的优势。为进一步发挥储氢合金的催化性能,研究者们对储氢合金进行表面修饰、晶体结构改变、成分优化等多角度研究。理论和实验研究证明,储氢合金是一种具有应用潜力的DBFC非贵金属催化剂。本文在简要说明DBFC工作原理、介绍储氢合金吸放氢机理以及储氢合金作为DBFC阳极催化剂反应机制的基础上,综述了近年来储氢合金作为DBFC阳极催化剂的研究进展,特别对比了近年来研究比较多的AB 5型和AB 2型储氢合金作为DBFC阳极催化剂的性能。最后指出了储氢合金作为DBFC阳极催化剂存在的问题和未来发展趋势。 展开更多
关键词 直接氢化物燃料电池 储氢合金 阳极催化剂 水解
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直接硼氢化钠燃料电池的研究进展 被引量:5
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作者 雷淑 余丹梅 +1 位作者 陈昌国 杨玉琼 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期226-228,共3页
综述了直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)的催化剂、电解液、隔膜以及工作条件的研究进展,并对硼氢根(BH4-)水解和NaBH4"穿透"等进行了论述。
关键词 直接氢化钠燃料电池(dbfc) 水解 穿透
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Co_3O_4电催化BH_4^-及在DBFC燃料电池堆中的应用 被引量:1
10
作者 马金福 喻聪 +2 位作者 朱尧杰 薛伟 罗民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1409-1412,共4页
将Co_3O_4应用到直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂中。循环伏安曲线、交流阻抗谱测试表明,Co_3O_4在碱性溶液中对KBH4的电氧化具有良好的催化作用;在以氢镍电池专用隔膜纸(FS2226-14E)为隔膜的条件下,与LaNiO_3/C双功能空气电极组... 将Co_3O_4应用到直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂中。循环伏安曲线、交流阻抗谱测试表明,Co_3O_4在碱性溶液中对KBH4的电氧化具有良好的催化作用;在以氢镍电池专用隔膜纸(FS2226-14E)为隔膜的条件下,与LaNiO_3/C双功能空气电极组成DBFC的最大放电功率密度为92 mW/cm^2。在此基础上,设计了一种能够实现物料互联和电子互联的圆柱DBFC堆,该电池堆由6个电池单元(有效电极面积1 cm2)组成的电池堆进行了结构设计,采用3D打印技术进行一次成型,选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,密度为1.02 g/cm^3)为电池堆材料,对电池堆的电性能测试表明:开路电压可达6.2 V,最大功率为425 mW(对应的放电电流为120 m A),且具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 燃料电池 直接氢化物燃料电池 CO3O4 阳极催化剂
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燃料电池汽车氢源 被引量:7
11
作者 宋文生 李磊 王宇新 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期415-417,388,共4页
从直接储氢和间接制氢两方面来阐述燃料电池汽车氢源 ;重点介绍气态、液态、金属氢化物。
关键词 燃料电池汽车 氢源 直接储氢 间接制氢 储氢方式 氢化物 甲醇 汽油催化重整
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非晶态金属硼化物用作DBFC阳极催化剂 被引量:1
12
作者 李赛 陈元阵 +1 位作者 杨晓冬 柳永宁 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期325-328,共4页
采用化学还原法合成非晶态金属硼化物CoB合金和Co-W-B合金,并用于直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂。XRD、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析表明:两种合金均为非晶态、小球状结构,Co-W-B合金的粒径小于CoB合金。电池性能... 采用化学还原法合成非晶态金属硼化物CoB合金和Co-W-B合金,并用于直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂。XRD、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析表明:两种合金均为非晶态、小球状结构,Co-W-B合金的粒径小于CoB合金。电池性能测试显示:两种合金用作DBFC阳极催化剂,均有良好的电催化活性;15℃时,使用CoB合金和Co-W-B合金的电池,本征输出功率密度分别为220 mW/cm2和350 mW/cm2;约168 h后,电池的电压仍能维持在约1.0 V。 展开更多
关键词 直接氢化物燃料电池(dbfc) 阳极催化剂 金属化物
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过氧化氢燃料电池 被引量:3
13
作者 刘昌波 刘志让 林革 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期345-348,共4页
关键词 燃料电池 过氧化氢 直接甲醇 过氧化氧 氧化剂 氢化物
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纳米级Au/C催化剂的制备及其DBFC单池性能 被引量:2
14
作者 杨子芹 赵鹏程 谢自立 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期417-421,共5页
采用金溶胶负载法分别在CNTs、Vxc-72R炭黑和ECP 600JD科琴炭黑上负载了平均粒径约为5.0nm且尺寸分布均匀的纳米金颗粒,考察了酸处理对炭载体的影响及不同Au/C催化剂对BH4-电催化活性的影响。结果显示:经过酸处理三种炭载体的表面亲水... 采用金溶胶负载法分别在CNTs、Vxc-72R炭黑和ECP 600JD科琴炭黑上负载了平均粒径约为5.0nm且尺寸分布均匀的纳米金颗粒,考察了酸处理对炭载体的影响及不同Au/C催化剂对BH4-电催化活性的影响。结果显示:经过酸处理三种炭载体的表面亲水性提高,其中CNTs的BET比表面积提高,而Vxc-72R和ECP 600JD的BET比表面积降低。炭载体负载纳米Au的能力与其BET比表面积密切相关。对炭载体进行酸处理可大幅度提高Au/C催化剂对BH4-的电催化性能,其中金负载在经酸处理的ECP 600JD炭黑上显示出最佳的电催化性能。 展开更多
关键词 金溶胶 纳米金 氢化物 燃料电池 电催化剂
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DBFC用非贵金属催化剂的研究现状 被引量:1
15
作者 余丹梅 李小艳 +1 位作者 张代雄 申燕 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期51-54,共4页
综述了近年来Ni及Ni基合金、AB2和AB5型储氢合金作为直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂的研究现状;介绍了钙钛类氧化物、聚吡咯金属化合物及酞菁类大环金属配合物等非贵金属阴极催化剂。
关键词 氢化物 燃料电池 非贵金属催化剂
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掺硼碳材料的制备新方法及其电催化性能研究 被引量:3
16
作者 李婧 索妮 +2 位作者 何洋洋 黄昊 张贵锋 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第12期1951-1954,共4页
采用液相电化学沉积技术,分别以甲醇溶液和B2O3为碳和硼源,以硅粉作为成核剂,成功地制备了掺硼碳材料。透射电子显微镜(TEM)分析表明所制备的碳材料在基体表面呈现不均匀分布,傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析证... 采用液相电化学沉积技术,分别以甲醇溶液和B2O3为碳和硼源,以硅粉作为成核剂,成功地制备了掺硼碳材料。透射电子显微镜(TEM)分析表明所制备的碳材料在基体表面呈现不均匀分布,傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析证实硼以原子态的形式存在于制备的碳材料中。电催化性能测试表明所制备的掺硼碳材料在-0.4 V附近有明显的氧还原峰,而且随着B2O3添加量的增加,样品氧还原反应的催化活性显著提高,平均转移电子数从未掺硼的2.2增加到3.7,且抗甲醇性能和耐久性相较于Pt/C有大幅度提升。 展开更多
关键词 液相电化学沉积 掺杂碳材料 直接甲醇燃料电池 阴极催化剂材料 氧还原反应
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新型钛基银电极上硼氢化钠的电化学氧化 被引量:1
17
作者 易清风 李磊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期455-459,共5页
A novel titanium-supported silver catalyst(Ag/Ti)with a 3D network structure was prepared by the hydrothermal process using polyethylene glycol as a reduction agent.Electrocatalytic activity of the Ag/Ti electrode tow... A novel titanium-supported silver catalyst(Ag/Ti)with a 3D network structure was prepared by the hydrothermal process using polyethylene glycol as a reduction agent.Electrocatalytic activity of the Ag/Ti electrode towards borohydride oxidation was evaluated by cyclic voltammograms(CVs).A direct oxidation process of borohydride on the Ag/Ti electrode was observed.The results showed that the Ag/Ti electrode presented a high anodic current density for borohydride oxidation,and the onset potential for borohydride oxidation was ca-0.64 V vs SCE at BH-4 concentration of 0.1 mol·L-1.This indicated that the Ag/Ti electrode exhibited high electrocatalytic activity for borohydride oxidation and it would be a promising anode used in direct borohydride fuel cells. 展开更多
关键词 钛基银 直接氢化物燃料电池 电催化剂 氢化物氧化
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核壳结构Ni@Au/C用作DBFC阳极催化剂 被引量:3
18
作者 梁建伟 刘慧红 +2 位作者 卫慧凯 卫国强 段东红 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2119-2122,共4页
采用连续两步化学还原法制备了Ni-Au摩尔比为1∶1的碳载核壳结构(Ni@Au/C)纳米粒子。通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其结构进行表征,以循环伏安(CV)、计时电位(CP)、计时电流(CA)和电池测试技术对BH4-电化学氧化活性进行测试。结... 采用连续两步化学还原法制备了Ni-Au摩尔比为1∶1的碳载核壳结构(Ni@Au/C)纳米粒子。通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其结构进行表征,以循环伏安(CV)、计时电位(CP)、计时电流(CA)和电池测试技术对BH4-电化学氧化活性进行测试。结果表明,所制备的核壳结构纳米粒子直径在10nm左右,其电化学活性面积为815.7cm2/mg,约是实心纳米Au/C催化剂的5倍,且对BH4-电氧化反应显示出更好的催化活性。以Ni@Au/C为阳极催化剂,Pt网(1cm×1cm)为阴极组装的单电池在20℃时最大功率密度达到74mW/cm2。 展开更多
关键词 核壳结构纳米粒子 阳极催化剂 电催化氧化 氢化物燃料电池
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硼掺杂碳纳米管负载纳米Pd的甲酸电氧化性能 被引量:1
19
作者 姚元英 邵立冬 +2 位作者 王娟 赵琦 王浩阳 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2196-2200,共5页
制备了高分散和窄尺寸分布的低载量(3.1%)钯纳米颗粒,负载在硼掺杂的碳纳米管上,与Pd/OCNTs(3.2%)催化剂相比,表现出了较好的甲酸电氧化性能。表面分析表明,Pd上的电子转移给B掺杂的碳纳米管,引起Pd的3d电子密度的提高,增强了其在甲酸... 制备了高分散和窄尺寸分布的低载量(3.1%)钯纳米颗粒,负载在硼掺杂的碳纳米管上,与Pd/OCNTs(3.2%)催化剂相比,表现出了较好的甲酸电氧化性能。表面分析表明,Pd上的电子转移给B掺杂的碳纳米管,引起Pd的3d电子密度的提高,增强了其在甲酸氧化中的性能。 展开更多
关键词 直接甲酸燃料电池 碳纳米管 掺杂 甲酸电氧化
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再铸Nafion~/磷酸硼复合膜的制备与表征 被引量:2
20
作者 胡雪晗 孟瑞晋 +1 位作者 高妍 侯宏英 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期9-12,共4页
利用溶液再铸法制备了Nafi on/磷酸硼复合膜。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱以及热重分析等测试技术研究了复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,磷酸硼均匀分布在Nafi on膜中,没有明显降低膜的热稳定性... 利用溶液再铸法制备了Nafi on/磷酸硼复合膜。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱以及热重分析等测试技术研究了复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,磷酸硼均匀分布在Nafi on膜中,没有明显降低膜的热稳定性。用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的电解质膜时,表现出良好的放电性能,表明了再铸Nafi on/磷酸硼复合膜在DMFC中潜在的应用可行性。 展开更多
关键词 溶液再铸 NATION 磷酸复合膜 直接甲醇燃料电池
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