三維Pd@SnO2-NF納米結(jié)構(gòu)作為H2O2基燃料電池陰極研究.pdf

1、以H2O2替代氧氣作為陰極氧化劑的燃料電池，具有體積能量密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、不依賴空氣環(huán)境等突出優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用作水下和空間電源。目前，H2O2陰極催化劑存在價(jià)格昂貴和在催化H2O2直接電還原的同時(shí)也催化H2O2分解等問(wèn)題。因此，研究對(duì)H2O2直接電還原具有高催化活性、良好的穩(wěn)定性、且對(duì)H2O2分解的催化活性低、以及廉價(jià)的催化劑具有重要意義。
　　本文以泡沫鎳（NF）為基體，采用水熱法和電沉積法成功制備了一種新型的三維Pd@

2、SnO2/NF電極。用X-射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）以及掃描透射電子顯微鏡（STEM）等手段對(duì)電極進(jìn)行表征。結(jié)果表明，金紅石結(jié)構(gòu)的SnO2納米線陣列垂直生長(zhǎng)在泡沫鎳表面，直徑約40 nm，長(zhǎng)度約300 nm，所負(fù)載的Pd納米粒子聚集在SnO2納米線的頂部，形成蘑菇狀電極結(jié)構(gòu)。
　　以循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法研究了該電極在NaOH溶液中對(duì)H2O2電催化還原活性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Pd@S

3、nO2/NF電極對(duì)H2O2電還原表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。在0.5 mol/LH2O2+3 mol/LNaOH電解液中，電壓E=-0.5 V時(shí)，還原電流密度達(dá)到320 mA/cm2，是Pd/NF電極的7.6倍，SnO2/NF電極的82倍。同時(shí)在相同條件下，經(jīng)過(guò)循環(huán)800圈后，該電極性能保持率達(dá)到98％。這是由于電極具有較大的比表面積和對(duì)過(guò)氧根有明顯的吸附優(yōu)勢(shì)。
　　以Pd@SnO2/NF為電池陰極，鋁合金為電池陽(yáng)極組裝了金屬過(guò)