Mg-H2O2半燃料電池Mg-Li基合金陽極材料的研究.pdf

1、鎂合金作為鎂-過氧化氫半燃料電池的陽極材料具有電位負(fù)、放電活性高、能量密度大、安全可靠、環(huán)境友好、造價(jià)低廉等特點(diǎn)，是理想的化學(xué)電源的陽極材料。但是鎂合金作為陽極材料也存在一些缺陷，在放電過程中存在自腐蝕析氫反應(yīng)，使電極作無功消耗，降低陽極的利用率；易產(chǎn)生“負(fù)差效應(yīng)”，電極的電位增加，析氫反應(yīng)速率也增加，導(dǎo)致電極的電流效率減小；鎂合金陽極表面易形成氧化產(chǎn)物鈍化膜，導(dǎo)致陽極放電性能的降低等。因此，本論文采用了兩種方法來改善鎂合金作為陽極的放

2、電性能，一種是，在鎂合金中加入其他合金元素使其電氧化能力增強(qiáng)，本文中加入的添加元素為Y；另一種是，向電解質(zhì)溶液中加入電解液添加劑來提高放電活性及破壞合金表面鈍化膜。
　　本論文采用了電位極化法，恒電位氧化法，電化學(xué)阻抗譜法對(duì)Mg-7.5Li-3.5Al及Mg-7.5Li-3.5Al-1Y電極的放電性能進(jìn)行了研究，利用掃描電鏡對(duì)合金電極放電后的表面形貌進(jìn)行了分析。Y元素的加入對(duì)Mg-7.5Li-3.5Al合金起到了“活化”作用，顯著

3、提高了其放電活性；同時(shí)Mg-7.5Li-3.5Al合金的電流效率也提高了，起到了“緩蝕”作用。
　　討論了加入電解質(zhì)添加劑氟化鈉和六次甲基四胺對(duì)合金電極電化學(xué)性能的影響，從中選出能使電極放電性能最佳的添加劑濃度。對(duì)于Mg-7.5Li-3.5Al電極，氟化鈉的最佳濃度為2.0 mmol·L-1，六次甲基四胺的最佳濃度為2.0 mmol·L-1；對(duì)于Mg-7.5Li-3.5Al-1Y電極，氟化鈉的最佳濃度為1.0 mmol·L-1，六

4、次甲基四胺的最佳濃度為1.0 mmol·L-1。在電解液中添加氟化鈉和六次甲基四胺后，Mg-7.5Li-3.5Al和Mg-7.5Li-3.5Al-1Y電極的放電電流密度均有提高，自放電速率均有所下降，且兩電極的滯后效應(yīng)均得到改善。氟化鈉和六次甲基四胺都是有效的電解質(zhì)添加劑，既對(duì)兩種合金電極在放電過程中起到了“活化”作用，又對(duì)兩合金電極在自腐蝕過程中起到“緩蝕”的作用。
　　兩種鎂合金電極分別在0.7 mol·L-1 NaCl溶液中