金屬氧化物型催化劑空氣電極性能與制備工藝研究.pdf

1、空氣電池作為一種清潔能源，具有能量密度高，儲(chǔ)存時(shí)間長，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)?？諝怆姵仃枠O為活潑金屬，使用過程中不產(chǎn)生污染;陰極消耗氧氣，理論比能量趨于無窮，發(fā)展前景十分廣闊。然而，空氣電池的輸出功率受制于空氣電極的氧還原性能，如何提高空氣電極的氧還原性能成為研究的焦點(diǎn)。
　　本文從催化劑制備和空氣電極工藝優(yōu)化兩個(gè)方面著手，探究提高空氣電極氧還原性能的方法。
　　采用溶膠凝膠法制備鈣鈦礦型氧化物(LaCoO3、 LaMnO3、La0

2、.95Sr0.05MnO3和LaFeO3)和尖晶石型氧化物(CoFe2-xMnxO4(x=0.1，0.3，0.5))。通過XRD和SEM分析結(jié)果表明，獲得純相的納米尺寸粉體。
　　電壓極化到-0.4V時(shí)，LaCoO3的極化電流密度為376mAcm-2，高于LaMnO3和LaFeO3;微量Sr元素?fù)诫sLaMnO3后，其極化電流密度有所升高;5％的Mn元素?fù)饺隒oFe2O4后，其極化電流密度由311 mAcm-2上升到365mAcm-

3、2，提高了17％;然而伴隨著Mn元素?fù)饺肓康脑龆啵錁O化電流密度迅速降低，與晶格畸變過于嚴(yán)重有關(guān)。
　　通過實(shí)驗(yàn)探究空氣電極防水層和催化層的最優(yōu)配比。即，PTFE占防水層總質(zhì)量的30％;催化層中催化劑LaMnO3、活性炭和乙炔黑的質(zhì)量比為3∶4∶1，PTFE占總質(zhì)量的30％時(shí)，空氣電極的氧還原性能最高。電壓極化到-0.4V時(shí)，空氣電極的極化電流密度達(dá)到369mAcm-2，陰極極化電流密度提高了200％，空氣電極能穩(wěn)定工作35h以上