添加劑對硼氫化鈉直接氧化的影響.pdf

1、直接硼氫化鈉燃料電池(DBFC)有高的理論能量密度(9.3Wh/g)、理論開路電壓(1.64V)和能量轉(zhuǎn)化率(0.91)等特點，引起人們的廣泛關注，并將逐漸成為一種重要的便攜式化學能源。目前，在DBFCT作過程中存在著兩個較為突出的技術問題：首先，在堿性體系中硼氫化鈉(NaBH4)直接氧化的同時伴隨水解反應，使陽極產(chǎn)生“混合電勢”，水解與氧化的競爭降低了電池的燃料利用率。其次，硼氫根(BH4-)通過隔膜到達陰極表面產(chǎn)生“穿透”現(xiàn)象，從而

2、引起燃料損失和陰極極化，使NaBH4電化學氧化的電子轉(zhuǎn)移數(shù)少于8e-，不僅降低了燃料的利用率，也降低了電池的性能。因此，抑制NaBH4的水解和克服BH-4的“穿透”是DBFC實用商業(yè)化的關鍵。
　　 論文首先采用線性掃描伏安和循環(huán)伏安法研究了堿性溶液中，實驗條件對硼氫化鈉直接氧化的影響。結(jié)果表明：通過調(diào)整C(NaOH)/C(NaBH4)值，用鉑片作工作電極，溫度范圍是293.15～313.15K時，硼氫化鈉的直接氧化受水解生成的

3、氣泡影響較小，電化學反應能充分進行。
　　 其次，硼氫化鈉直接氧化反應的電子轉(zhuǎn)移數(shù)與所采用的陽極催化劑有關。實驗結(jié)果顯示：用鉑作催化劑時，NaBH4的堿性溶液中會發(fā)生兩個連續(xù)的氧化反應，即在-0.4V附近發(fā)生BH4-的直接氧化7.4e-反應過程，而BH4-水解生成的中間體BH3OH-緊接著在+0.2V附近出現(xiàn)2.4e-。反應。用鎳作催化劑時，與鉑相比，NaBH4電化學氧化的電位更負，但是堿性溶液中會形成較穩(wěn)定的鎳的氫氧化物，阻礙