電化學(xué)制氧用陰極及電解質(zhì)的制備.pdf

1、利用空氣電極電化學(xué)制氧是一種新型制氧技術(shù)，但目前采用的溶液電解質(zhì)存在漏液、生長(zhǎng)枝晶、安全性差等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本論文首次以空氣電極為陰極、堿性固體聚合物為電解質(zhì)進(jìn)行電化學(xué)制氧的研究，考察了多種因素對(duì)空氣電極、堿性固體聚合物電解質(zhì)(ASPE)和電化學(xué)制氧系統(tǒng)的影響。
　　 應(yīng)用極化曲線、XRD、SEM、TEM等測(cè)試方法，對(duì)空氣電極進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：5.5wt.％Ag/C是價(jià)格便宜且催化性能較好的催化劑；當(dāng)w(Ag/C)：w

2、(PTFE)=4：1、KOH溶液濃度為6.25 mol/L、空氣電極的結(jié)構(gòu)為催化層/炭紙/催化層時(shí)，有利于空氣電極電化學(xué)性能的提高。
　　 采用溶液澆鑄法制備了不同PVA(聚乙烯醇)與KOH配比的PVA-KOH-H2O體系的ASPE，研究了H2O和KOH等對(duì)ASPE性能的影響。極化曲線結(jié)果表明：水的含量對(duì)PVA-KOH-H2O電解質(zhì)的電導(dǎo)率影響很大，水的含量越高，電導(dǎo)率越高。當(dāng)水含量為70％時(shí)，δ達(dá)到0.1458S·cm-1。A

3、SPE的室溫離子電導(dǎo)率也隨著KOH含量的變化而變化，在較低的KOH濃度下，電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率隨著KOH含量的增加而明顯增大；當(dāng)KOH溶液的濃度達(dá)到一定程度即w(KOH)：w(PVA)=2：1后，電導(dǎo)率隨KOH含量的增加較小。按此趨勢(shì)推測(cè)：隨著KOH的含量繼續(xù)增大，體系的電導(dǎo)率將會(huì)減小。XRD結(jié)果表明：KOH的摻入，使PVA的結(jié)構(gòu)發(fā)生了由晶型向無(wú)定型的轉(zhuǎn)變，當(dāng)KOH的含量增加到一定值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量未電離的非晶態(tài)KOH，使離子電導(dǎo)率下降。DS

4、C分析結(jié)果表明：隨著KOH含量的增加，KOH與PVA之間的相互作用逐漸增大，當(dāng)w(KOH)：w(PVA)=3：1時(shí)，電解質(zhì)膜中基本上沒(méi)有PVA晶態(tài)的存在。這對(duì)聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率的提高有好處。循環(huán)伏安(CV)曲線表明PVA-KOH-H2O體系有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定窗口，約為1.6V，對(duì)于一般的電池基本上能滿足要求。
　　 以本實(shí)驗(yàn)制備的空氣電極和ASPE薄膜為電解質(zhì)，進(jìn)行電化學(xué)制氧。通過(guò)改變電解質(zhì)中KOH和PVA的比例，對(duì)電池作極化曲