燃料電池氧電極尖晶石型氧化物催化材料的研究.pdf

1、氧電極是燃料電池研究領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題之一，影響其性能的主要因素是氧還原反應(yīng)(ORR)催化劑。本文對(duì)催化劑的制備技術(shù)及催化性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)工作：1.以常規(guī)加熱方法(馬弗爐加熱)制備了Co<,3>O<,4>、CoFe<,2>O<,4>、NiCo<,2>O<,4>、MnCo<,2>O<,4>等尖晶石型和La<,0.6>Ca<,0.4>CoO<,3>鈣鈦礦型氧化物。2.研究了用微波加熱法制備納米催化材料，以微波熱處理方法制備了MnCo<,2>O<,

2、4>并對(duì)制備條件進(jìn)行了探索，與常規(guī)加熱方法進(jìn)行了對(duì)比。3.采用X射線衍射分析(XRD)和掃描電鏡(SEM)對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行了物相和形貌分析。4.以各氧化物為催化劑制備了空氣擴(kuò)散電極，采用極化曲線和交流阻抗技術(shù)對(duì)它們?cè)趬A性介質(zhì)中的OER及ORR過(guò)程進(jìn)行了研究。5.對(duì)不含催化劑的空氣擴(kuò)散電極(氧電極)性能的影響因素進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 1.常規(guī)加熱方法制備的各氧化物中，Co<,3>O<,4>對(duì)OER．過(guò)程催化性能最佳，

3、0.4 V(vs Hg/HgO)電位時(shí)電極電流密度達(dá)50mA·cm<'-2>，MnCo<,2>O<,4>對(duì)ORR過(guò)程催化性能最佳，-0.2 V(vs Hg/HgO)電位下電極電流密度達(dá)80 mA·cm<'-2>。 2.得出了微波熱處理制備MnCo<,2>O<,4>的最佳條件，制備得到的納米晶型MnC0204，產(chǎn)物純度較高，粒徑10～20 nm且分布均勻，以其為催化劑制備的空氣擴(kuò)散電極在室溫、空氣氣氛中ORR電流密度達(dá)96 mA·