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电池博客

碱性电池氢电极过程的可逆性极高,对电池充电速度有什么影响?

来源:宝鄂实业    2019-07-13 16:44    点击量:
碱性电池电极表面吸附另外一种金属原子是指通过化学沉积的方法将一种外部金属吸附在电极表面,这种所谓的吸附原子可以在很大程度上改善碱性电池电极的吸附特性,通常都会提高铂催化剂的催化活性。

但是对于甲醇而言,吸附原子的影响相对较较小,而且只有Pt,Ru,Bi,Sn或Mo这样的吸附原子在较低的工作电压下,才能起到部分增强铂催化活性的效果。

由合金或吸附另外一种金属原子制成的电极,在甲醇的直接氧化过程中比纯Pt表现出更高的活性。究其原因,有些学者认为是加进去的金属改变了Pt的表面形态或Pt的氧化态所致

。金属都在比Pt更低的阳极电位被氧化从而促进了pt/pt2+或pt2+/pt4+的氧化还原过程的进行。

这个过程对甲醇的氧化起着重要的作用。有人则认为是第二种金属改变了铂的吸附功能。

还有人提出电催化剂的双功能理论,认为第二种金属比铂更容易氧化,因此通过表面反应提高甲醇氧化过程产生中间产物的氧化速率。

Rich等人则认为第二种金属原子的存在使得碱性电池电极催化剂中毒的机会减少,这种原子抑制了强烈吸附在铂表面的中间产物的生成。


为了提高碱性电池中电催化剂的活性,减少铂的用量,降低成本,近年来对新型催化剂的研究工作日益增多。

由于碱性
电池氢电极过程的可逆性极高,因此电催化剂的研究任务主要是寻找可降低碱性电池中氧还原过程过电位的电催化剂。

在这方面,中国科学院长春应用化学研究所对碳载铂的二元合金作为氧还原催化剂开展了大量的工作。

他们采用松木碳为载体,以水合肼为还原剂,通过化学还原沉积法制得Pt/C、PtCr/C、PtMn/C催化剂,并通过涂层和热压得到催化剂-Nation膜电极。试验结果表明,与Pt/C比较,PtCr/C催化剂中当Cr含量为5%~7%时,催化活性有所提高,Cr含量超过10%时催化活性没有明显的提高。

对碱性电池系统,当催化剂中Mn含量小于3%或大于10%时,电极性能较差,当Mn含量为5%时氧电极极化性能和放电性能均得到提高。