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基于电聚合PANI构建泡沫镍亲疏水通道及其在AEMEC中性能研究
1
作者
刘月晨
陈煌熙
+1 位作者
曾刘莉
郭伟
《电源技术》
北大核心
2025年第6期1263-1270,共8页
以泡沫镍为基底,建立石蜡包覆阵列结构,通过电聚合聚苯胺(PANI)对泡沫镍进行亲水处理并清洗石蜡包覆阵列,制备出具有有序亲疏水传输通道的泡沫镍基阴离子交换膜(AEM)电解水扩散层。采用红外光谱、扫描电子显微镜法(SEM)及能量散射光谱(E...
以泡沫镍为基底,建立石蜡包覆阵列结构,通过电聚合聚苯胺(PANI)对泡沫镍进行亲水处理并清洗石蜡包覆阵列,制备出具有有序亲疏水传输通道的泡沫镍基阴离子交换膜(AEM)电解水扩散层。采用红外光谱、扫描电子显微镜法(SEM)及能量散射光谱(EDS)对电极进行表征,用接触角测试、透气及透水性测试研究电极性能,通过电化学测试和电池测试分析其电化学性能。结果表明,PANI包覆区域和石蜡保护区域接触角度分别为40°和120.5°,证明在泡沫镍表面成功制备出有序亲水-疏水传输通道;PANI包覆样品透水性得到显著提升,从0.61 g/min提升到564.24 g/min。恒电位电化学测试表明,PANI包覆样品稳定性良好。经过PANI亲水性改性样品较泡沫镍性能均有大幅提升,构建亲水-疏水两种传输通道比只有亲水通道,样品性能更好,随着电解液流速降低,提升幅度更明显,两种有序通道的构建可加速电解液流动、提升气泡排出速率、提高电池效率和电解水性能。
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关键词
阴离子交换膜电解水
泡沫镍
聚苯胺
阵列结构
亲水-疏水通道
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职称材料
连续酸处理TiN负载RuIr合金在PEM电解水中的析氧反应
2
作者
崔嘉豪
陈煌熙
+2 位作者
刘月晨
陈嘉冀
郭伟
《电源技术》
北大核心
2025年第5期1027-1035,共9页
阻碍质子交换膜(PEM)电解水发展的主要原因是贵金属催化剂的高成本、缓慢的析氧反应动力学以及在强酸环境下耐久性差。为了提高贵金属催化剂的利用率和稳定性,采用盐酸、硝酸和硫酸对TiN载体进行连续酸处理后负载RuIr合金催化剂。结果表...
阻碍质子交换膜(PEM)电解水发展的主要原因是贵金属催化剂的高成本、缓慢的析氧反应动力学以及在强酸环境下耐久性差。为了提高贵金属催化剂的利用率和稳定性,采用盐酸、硝酸和硫酸对TiN载体进行连续酸处理后负载RuIr合金催化剂。结果表明,连续酸处理不仅提高了TiN载体导电性,而且增加了表面氨基和羟基的功能基团。电化学测试表明,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN催化剂在10 mA/cm^(2)的电流密度下具有最小的过电位,仅为114 mV;在1.6 V下Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN表现出717 A/g的高质量活性,是商业IrO_(2)催化剂的3.6倍。此外,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN在10 mA/cm^(2)的电流密度下超过50 h保持稳定。综合研究表明,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN的优异析氧反应催化性能归因于合适的RuIr元素的合金比例以及在载体上的均匀分散。Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN的高稳定性一方面归因于RuIr合金中的Ru原子溶解后,形成高价Ir的保护骨架,阻止Ru进一步溶解,另一方面归因于Ru和Ir金属原子与酸处理后TiN表面羟基和氨基功能基团之间有较强的吸附作用。
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关键词
酸处理
氮化钛
钌铱合金
氧析出
质子交换膜电解水
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职称材料
题名
基于电聚合PANI构建泡沫镍亲疏水通道及其在AEMEC中性能研究
1
作者
刘月晨
陈煌熙
曾刘莉
郭伟
机构
武汉理工大学材料复合新技术全国重点实验室
襄阳腾龙汽车有限公司
湖北隆中实验室
出处
《电源技术》
北大核心
2025年第6期1263-1270,共8页
基金
湖北省重点研发计划(2023BAB005)
湖北隆中实验室开放基金(2024KF-10)。
文摘
以泡沫镍为基底,建立石蜡包覆阵列结构,通过电聚合聚苯胺(PANI)对泡沫镍进行亲水处理并清洗石蜡包覆阵列,制备出具有有序亲疏水传输通道的泡沫镍基阴离子交换膜(AEM)电解水扩散层。采用红外光谱、扫描电子显微镜法(SEM)及能量散射光谱(EDS)对电极进行表征,用接触角测试、透气及透水性测试研究电极性能,通过电化学测试和电池测试分析其电化学性能。结果表明,PANI包覆区域和石蜡保护区域接触角度分别为40°和120.5°,证明在泡沫镍表面成功制备出有序亲水-疏水传输通道;PANI包覆样品透水性得到显著提升,从0.61 g/min提升到564.24 g/min。恒电位电化学测试表明,PANI包覆样品稳定性良好。经过PANI亲水性改性样品较泡沫镍性能均有大幅提升,构建亲水-疏水两种传输通道比只有亲水通道,样品性能更好,随着电解液流速降低,提升幅度更明显,两种有序通道的构建可加速电解液流动、提升气泡排出速率、提高电池效率和电解水性能。
关键词
阴离子交换膜电解水
泡沫镍
聚苯胺
阵列结构
亲水-疏水通道
Keywords
anion exchange membrane water electrolysis
nickel foam
polyaniline
array structure
hydrophilic-hydrophobic channel
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
连续酸处理TiN负载RuIr合金在PEM电解水中的析氧反应
2
作者
崔嘉豪
陈煌熙
刘月晨
陈嘉冀
郭伟
机构
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室
襄阳腾龙汽车有限公司
湖北隆中实验室
出处
《电源技术》
北大核心
2025年第5期1027-1035,共9页
基金
湖北省重点研发计划(2023BAB005)
湖北隆中实验室开放基金(2024KF-10)。
文摘
阻碍质子交换膜(PEM)电解水发展的主要原因是贵金属催化剂的高成本、缓慢的析氧反应动力学以及在强酸环境下耐久性差。为了提高贵金属催化剂的利用率和稳定性,采用盐酸、硝酸和硫酸对TiN载体进行连续酸处理后负载RuIr合金催化剂。结果表明,连续酸处理不仅提高了TiN载体导电性,而且增加了表面氨基和羟基的功能基团。电化学测试表明,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN催化剂在10 mA/cm^(2)的电流密度下具有最小的过电位,仅为114 mV;在1.6 V下Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN表现出717 A/g的高质量活性,是商业IrO_(2)催化剂的3.6倍。此外,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN在10 mA/cm^(2)的电流密度下超过50 h保持稳定。综合研究表明,Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN的优异析氧反应催化性能归因于合适的RuIr元素的合金比例以及在载体上的均匀分散。Ru_(0.5)Ir_(0.5)/TiN的高稳定性一方面归因于RuIr合金中的Ru原子溶解后,形成高价Ir的保护骨架,阻止Ru进一步溶解,另一方面归因于Ru和Ir金属原子与酸处理后TiN表面羟基和氨基功能基团之间有较强的吸附作用。
关键词
酸处理
氮化钛
钌铱合金
氧析出
质子交换膜电解水
Keywords
acid treatment
titanium nitride
RuIr alloy
oxygen evolution reaction
PEM water elec-trolysis
分类号
TM911 [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
基于电聚合PANI构建泡沫镍亲疏水通道及其在AEMEC中性能研究
刘月晨
陈煌熙
曾刘莉
郭伟
《电源技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
连续酸处理TiN负载RuIr合金在PEM电解水中的析氧反应
崔嘉豪
陈煌熙
刘月晨
陈嘉冀
郭伟
《电源技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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