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吡啶掺杂碳载钴酞菁催化氧还原的电化学性能及在燃料电池中的应用
被引量：
8
1
作者
戴先逢
郑明富
+3 位作者
徐攀
石晶晶
马承禺
乔锦丽
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1753-1761,共9页
以碳黑(VulcanXC-72R)为载体,吡啶(Py)和钴酞菁(CoPc)为催化剂前驱体,经溶剂分散法制备了Py掺杂碳负载纳米钴酞菁复合催化剂(Py-CoPc/C).通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析和X射线衍射(XRD)分析技术对催化剂的...
以碳黑(VulcanXC-72R)为载体,吡啶(Py)和钴酞菁(CoPc)为催化剂前驱体,经溶剂分散法制备了Py掺杂碳负载纳米钴酞菁复合催化剂(Py-CoPc/C).通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析和X射线衍射(XRD)分析技术对催化剂的组成和微观结构进行了表征,并运用线性扫描循环伏安法(LSV)和旋转圆盘电极(RDE)技术考察了不同Py掺杂含量对碳载钴酞菁(CoPc/C)催化氧还原反应(ORR)活性的影响及稳定性.结果显示:Py掺杂可以明显改善CoPc/C对ORR的电催化性能,其中掺杂20%Py下所制备的20%Py-20%CoPc/C催化剂对ORR表现出最佳的催化活性,以其制备的气体扩散电极在O2气氛饱和的0.1mol·L-1KOH电解质溶液中,0.2V(相对于标准氢电极)即可产生明显的氧还原电流,半波电位为-0.03V.相比于40%Py/C和未掺杂的40%CoPc/C,20%Py-20%CoPc/C催化剂的半波电位分别正移了160和15mV.进一步运用RDE理论研究表明,在Py-CoPc/C电极上ORR的电子转移总数为2.38,高于CoPc/C电极上的电子转移总数1.96,从而使ORR的选择性明显提高.SEM-EDS和XRD分析表明Py掺杂提高了CoPc/C催化剂的分散性和N含量,更利于O2的吸附.XPS分析表明:吡啶结构的N与石墨结构的N均存在于Py-CoPc/C催化剂中,与催化剂表面的Co离子配位可能是促使ORR活性提高的原因.最后以20%Py-20%CoPc/C制备了膜电极组装(MEA)电极,应用于H2/O2燃料电池单电池发电,室温下获得最大发电功率密度为21mW·cm-2,相对于CoPc/C提高至2.4倍.
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关键词
碳载钴酞菁
吡啶氮掺杂
氧还原反应
膜电极组装
H2-O2单电池
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职称材料
钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池
被引量：
1
2
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。
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关键词
燃料电池
硼氢化物
碳载钴酞菁
(CoPc/C)
AB5型储氢合金
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职称材料
题名
吡啶掺杂碳载钴酞菁催化氧还原的电化学性能及在燃料电池中的应用
被引量：
8
1
作者
戴先逢
郑明富
徐攀
石晶晶
马承禺
乔锦丽
机构
东华大学环境科学与工程学院
浙江吉利控股集团有限公司
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1753-1761,共9页
基金
国家自然科学基金(21173039)
高等学校博士学科点专项科研基金(20110075110001)
国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心(20110927)资助项目~~
文摘
以碳黑(VulcanXC-72R)为载体,吡啶(Py)和钴酞菁(CoPc)为催化剂前驱体,经溶剂分散法制备了Py掺杂碳负载纳米钴酞菁复合催化剂(Py-CoPc/C).通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析和X射线衍射(XRD)分析技术对催化剂的组成和微观结构进行了表征,并运用线性扫描循环伏安法(LSV)和旋转圆盘电极(RDE)技术考察了不同Py掺杂含量对碳载钴酞菁(CoPc/C)催化氧还原反应(ORR)活性的影响及稳定性.结果显示:Py掺杂可以明显改善CoPc/C对ORR的电催化性能,其中掺杂20%Py下所制备的20%Py-20%CoPc/C催化剂对ORR表现出最佳的催化活性,以其制备的气体扩散电极在O2气氛饱和的0.1mol·L-1KOH电解质溶液中,0.2V(相对于标准氢电极)即可产生明显的氧还原电流,半波电位为-0.03V.相比于40%Py/C和未掺杂的40%CoPc/C,20%Py-20%CoPc/C催化剂的半波电位分别正移了160和15mV.进一步运用RDE理论研究表明,在Py-CoPc/C电极上ORR的电子转移总数为2.38,高于CoPc/C电极上的电子转移总数1.96,从而使ORR的选择性明显提高.SEM-EDS和XRD分析表明Py掺杂提高了CoPc/C催化剂的分散性和N含量,更利于O2的吸附.XPS分析表明:吡啶结构的N与石墨结构的N均存在于Py-CoPc/C催化剂中,与催化剂表面的Co离子配位可能是促使ORR活性提高的原因.最后以20%Py-20%CoPc/C制备了膜电极组装(MEA)电极,应用于H2/O2燃料电池单电池发电,室温下获得最大发电功率密度为21mW·cm-2,相对于CoPc/C提高至2.4倍.
关键词
碳载钴酞菁
吡啶氮掺杂
氧还原反应
膜电极组装
H2-O2单电池
Keywords
Carbon supported Co-phthalocyanine
Pyridine-doping
Oxygen reduction reaction
Membrane electrode assembly
H2-O2 single cell
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池
被引量：
1
2
作者
刘艳
马金福
赖俊华
柳永宁
机构
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室
出处
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第2期148-151,共4页
文摘
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。
关键词
燃料电池
硼氢化物
碳载钴酞菁
(CoPc/C)
AB5型储氢合金
Keywords
fuel cell
borohydride
CoPc/C
hydrogen storage alloy
分类号
TM911.4 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
吡啶掺杂碳载钴酞菁催化氧还原的电化学性能及在燃料电池中的应用
戴先逢
郑明富
徐攀
石晶晶
马承禺
乔锦丽
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2013
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池
刘艳
马金福
赖俊华
柳永宁
《电源技术》
CAS
CSCD
北大核心
2010
1
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职称材料
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