電極和電解質(zhì)對(duì)H2O2開(kāi)路電位的影響研究.pdf

1、H2O2比O2具有更高的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電位,因此H2O2作為燃料電池陰極氧化劑比氧氣有優(yōu)勢(shì)。但H2O2的實(shí)際開(kāi)路電位(OCP)往往低于其理論平衡電位,導(dǎo)致燃料電池的開(kāi)路電壓遠(yuǎn)低于其理論值。研究導(dǎo)致H2O2開(kāi)路電位低于其理論平衡電位的原因,對(duì)以H2O2為氧化劑的燃料電池的研究有重要意義。本文通過(guò)開(kāi)路電位、Tafel極化曲線和循環(huán)伏安的測(cè)量,考察了電極材料、電解液的酸堿性、H2O2濃度、電解液陰離子和反應(yīng)溫度對(duì)H2O2開(kāi)路電位的影響,研究了開(kāi)

2、路電位時(shí)的電極反應(yīng),總結(jié)導(dǎo)致H2O2開(kāi)路電位小于理論還原電位的原因。
　　 在酸性溶液中,Pt、Pd、Au和GC電極表面H2O2開(kāi)路電位與酸濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。硫酸溶液中,H2O2開(kāi)路電位為:Pt電極-E=0.8+0.051g(c(H2SO4)),Pd電極-E=0.797+0.0491g(c(H2SO4)),Au電極-E=0.805+0.051g(c(H2SO4)),玻碳(GC)電極-E=0.813+0.051g(c(H2SO

3、4))。開(kāi)路電位不隨H2O2濃度變化而改變。電解液陰離子影響H2O2的開(kāi)路電位,對(duì)于Pt、Pd、Au和GC電極,在不同陰離子的電解液中,開(kāi)路電位不同,但變化不大。溫度增大,開(kāi)路電位減小,貴金屬開(kāi)路電位隨溫度平均變化率在-1.0～-0.1mV/K。
　　 在堿性電解液中,對(duì)于Pt、Pd和Au電極開(kāi)路電位與NaOH濃度關(guān)系符合能斯特方程,開(kāi)路電位和堿濃度對(duì)數(shù)斜率為-0.06～-0.04,而GC電極開(kāi)路電位與NaOH濃度對(duì)數(shù)關(guān)系偏離能

4、斯特方程較大,為-0.099。H2O2開(kāi)路電位為:Pt電極-E=0.056-0.0591g(c(NaOH)),Pd電極為-E=0.063-0.0551g(c(NaOH)),Au電極-E=0.027-0.0411g(c(NaOH)),GC電極-E=-0.008-0.0991g(c(NaOH))。堿溶液中H2O2濃度對(duì)開(kāi)路電位影響小于能斯特方程的變化范圍。Pt電極在0.1 mobl·L-1H2O2+0.1 mol·L-1NaOH電解質(zhì)中開(kāi)路