二氧化氮毒化对直接甲醇燃料电池性能的影响

发布时间：2021-04-07 03:59

　　直接甲醇燃料电池阴极氧化剂为空气中的氧气,空气中少量氮氧化物对电池有毒化作用。考察了恒流放电运行模式下二氧化氮对电池性能的影响,利用循环伏安扫描和电化学阻抗谱分析NO₂毒化作用机制。研究表明,电池阴极催化剂Pt表面存在少量NO₂吸附,对电化学活性比表面积及氧还原反应电荷转移电阻造成一定影响,导致电池恒流运行中电池电压加速衰减。 

【文章来源】：电源技术. 2020,44(11)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

图３?ＮＯｅ毒化前后循环伏安扫描图??表１?Ｎ０２毒化前后及循环伏安扫描后??￡ＣＳ／＼计算及／？３??似合结果??

４５．２?ｍ２／ｇ，依旧有６．２％的损失，可??能是因为碳载体腐蚀或催化剂Ｐｔ聚集等原因造成的。??ｖｒｖ??图３?ＮＯｅ毒化前后循环伏安扫描图??表１?Ｎ０２毒化前后及循环伏安扫描后??￡ＣＳ／＼计算及／？３??似合结果??阶段??ＥＣＳＡ／（ｍ２－ｇ￣１）??Ｒ３／ｎ??毒化前??４８．２４５?２??０．１７４?９??毒化后??４３．８９１?３??０．１７８?４??ＣＶ扫描后??４５．２１８?２??０．１７５?２??由Ｎ〇２毒化前后及循环伏安扫描恢复后电化学阻抗谱??（图４）可知，毒化后与毒化前相比中频区弧的半径增加幅度较??小，循环伏安扫描恢复后半径也相应减校选取如图５所示的??等效电路图％做进一步拟合分析，图中禺表示氧还原反应过??程的电荷转移电阻，拟合结果如表１所示，ｎｏ２毒化后氧还原??反应电荷转移电阻有所增加，增加幅度较小，这与循环伏安扫??描结果一致，表明在催化剂Ｐｔ表面有较少的Ｎ０２吸附，毒化??后且进行循环伏安扫描恢复后馬相应减小，这表明Ｎ０２毒化??对电池阴极氧还原反应影响较校??８〇?＊Ｃ?，阳极以１?ｍＵｍｉｎ的速率通人甲醇水溶液（０．５?ｍｏｌ／Ｌ），阴??极以８０?ｍＬ／ｍｉｎ的速率通人空气或者含有Ｏ．ｌｘ?１〇＿３Ｎ０２混合??气。??循环伏安扫描（ＣＶ）测试：采用电化学工作站进行测试，阳??极为对电极和参比电极（６０ｍＬ／ｍｉｎＨ２），阴极为工作电极（０．６??ｍＬ／ｍｉｎ去离子水），组成三电极体系＞?电位扫描区间控制在??０￣１．２?Ｖ?（ｖ＆?ＤＨＥ），扫描速率为２０?ｍＶ／ｓ，电池工作温度为??８０?？（：〇??电化学阻抗测试：采用电化学工作站进行测试，电池工作?

Ｅ），扫描速率为２０?ｍＶ／ｓ，电池工作温度为??８０?？（：〇??电化学阻抗测试：采用电化学工作站进行测试，电池工作??温度为８０°Ｃ，阳极以１?ｍＬ／ｍｉｎ的速率通人甲醇水溶液（０．５??ｍｏｌ／Ｌ），阴极以８０?ｍｌ／ｍｉｎ的速率通人空气或者含有抑３２的混??合气，扰动电压幅值为１０?ｍＶ，频率范围为１００?ｋＨｚ－??０．１?Ｈｚ。??２结果与讨论??２．１二氧化氮对直接甲醇燃料电池性能影响??电池恒流放电（１００?ｍＡ／ｃｍ２）过程中Ｎ０２毒化对电池电压??的影响如图１所示，０？３?ｈ内阴极通入空气的情况下，电池电??压以约３．８９ｍＶ／ｈ的速率衰减。电池运行稳定后，通入Ｏ．ｌｘ??１０?－３?Ｎ０２混合气，３？９１１内１＾０２毒化造成电池电压加速衰减，??从５２８?ｍＶ衰减至４５９?ｍＶ，衰减了?１３．１％。９？１３?ｈ内电池阴极??持续通入０．１?ｘ?１〇＿３?ｎｏ２混合气，电池电压衰减速率与通入空??气时基本一致。??图１?０．１ｘ１０＿３Ｎ０２毒化恒流放电曲线??进一步通过极化性能曲线考察Ｎ０２毒化对电池性能的影??响。Ｎ０２毒化１０ｈ后测试极化性能，结果如图２所示，毒化造??成电池性能衰减，开路电压减小，电池峰值功率密度由１２１??ｍＷ／ｃｍ２衰减至７５?ｍＷ／ｃｍ２〇多次循环伏安扫描后将催化剂Ｐｔ??表面吸附的１＾０２氧化脱除，电池峰值功率密度恢复至１１１??ｍＷ／ｃｍ２，传质极化损失区未能完全恢复。??－０．２０??－０．１５??－０．１０??＾－〇．〇５??０．００??０．０５??０．００?０．１０?０．２０?０．３０?０．４０??ｚｊｎ??图４?ｎ〇２毒化前后及循环伏


本文编号：3122755