固體炭在熔融碳酸鹽中的電氧化性能研究.pdf

1、直接炭燃料電池是一種以固體炭直接做陽(yáng)極燃料的特殊類型的高溫燃料電池，它將儲(chǔ)存在炭中的化學(xué)能，通過(guò)電化學(xué)氧化反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化成電能，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，沒(méi)有直接燃燒，不經(jīng)過(guò)熱機(jī)轉(zhuǎn)換過(guò)程，也無(wú)需對(duì)炭進(jìn)行重整氣化，因而其發(fā)電效率高，污染小，而且作為直接炭燃料電池的燃料來(lái)源豐富。本論文研究了炭的氧化處理方式及添加金屬粉等對(duì)炭電氧化性能的影響，并初步研究了炭的電氧化反應(yīng)過(guò)程。
　　 采用兩種氧化劑H2O2和NaClO對(duì)活性炭進(jìn)行不同的氧化處理，用

2、動(dòng)電勢(shì)掃描測(cè)試其電化學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)經(jīng)H2O2氧化處理的活性炭，其極化率較小，電化學(xué)性能較好，在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，最大極化電流密度達(dá)到300mA·cm-2；而經(jīng)過(guò)NaClO氧化處理的活性炭，極化率較大，在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，最大極化電流密度僅為140 mA·cm-2左右，兩者相差160 mA·cm-2左右，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)H2O2氧化處理的活性炭氧化性能更好。通過(guò)對(duì)不同濃度H2O2氧化處理活性炭的電化學(xué)性能的研究表明：0.

3、5 mol·L-1H2O2濃度氧化處理活性炭在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，極化電流密度達(dá)到300 mA·cm-2以上，能夠較好地提高活性炭陽(yáng)極氧化性能。
　　 采用石墨片為陽(yáng)極，進(jìn)行不同的過(guò)電勢(shì)氧化反應(yīng)，分析其電化學(xué)氧化產(chǎn)物，了解炭的電化學(xué)氧化產(chǎn)物組成情況。結(jié)果表明：在650℃條件下，極化電勢(shì)小于或等于100 mV時(shí)，石墨片陽(yáng)極氧化產(chǎn)物除了CO2外，還有CO，且隨極化電勢(shì)的增大，CO的含量增大。極化電勢(shì)大于100 mV時(shí)，石墨片

4、陽(yáng)極氧化產(chǎn)物只有CO2。750℃時(shí)，當(dāng)極化電勢(shì)小于300 mV時(shí)，產(chǎn)物中存在CO，其含量隨極化電勢(shì)的增大而減??；300 mV以上的極化電勢(shì)下產(chǎn)物只有CO2。
　　 將Mn和Fe兩種金屬粉末壓制到石墨片陽(yáng)極上表層，考察了其對(duì)石墨片陽(yáng)極氧化性能的影響。初步的研究結(jié)果表明：摻入Mn粉和Fe粉的石墨片在-0.2 V的極化電勢(shì)條件下，極化電流密度與純石墨相差不大，但是摻入Mn粉的石墨片的起始氧化電勢(shì)比純石墨片的更負(fù)，表明Mn粉能夠作為潛在