电催化
质子交换膜燃料电池
摘要:电催化剂的研究对降低质子交换膜燃料电池PEMFC的成本以及提高电池性能具
有重要意义本文对电催化、燃料电池的概念和原理进行了论述,进而从PEMFC的原理对对电催化剂研究现状和研究方法进行了论述并根据目前的研究现状展望了催化剂的发展趋势
关键词:电催化、燃料电池、质子交换膜燃料电池PEMFC、电催化剂
电催化是在50年代末燃料电池技术研究的刺激及迫切要求下发展起来的新兴边缘领域。燃料电池有着它悠久的历史和乐观的未来。
一电催化【1】
我们举个例子来说明:在阴极上由氢电极反应生成氢的反应。以Pt或Pd为电极阴极时,从平衡电位(按Nerst公式)
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附近开始,就能观察到反应电流。而以Hg或Pb为电极,在外加电压达到1伏时才能观察到反应电流。显然Pt和Hg电极对这个反应的速度影响不同。研究发现,两者之比可高达1011倍。电解水时,为获得氢非用Pt或Pd电极不可,而使用Hg或Pb电极,对氢的生成只有抑制作用。这里Pt或Pd电极即为电催化剂。电催化剂(electrocatalyst),使化学反应速度和选择性发生变化的电极。这样的电化学反应称为电催化反应(electrocatalysis)。我们在日常所见的电催化反应中,通常都是以电池的形式出现。
二燃料电池【2】
1
f燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能。燃料电池有它独特的优势,污染少,高效节能,可靠性好,比能量和比功率高等,这些优势让它成为继火力发电、水力发电和核能发电技术之后的第四代化学能发电技术,将会有广阔的发展和应用前景。
燃料电池有很多种分类方法,根据电解质的不同,我们可以分为以下六类:
工作温度电池类型℃碱性燃料电室温200池AFC纯氢燃料
氧化特剂能量转化效率高;高比纯氧功率;高比能量;但不适合在地面上应用。可室温快速启动;无电氧气净化重空气整气电动车、潜艇推动、各种可解液流失;水易排出;移动电源、家庭动力源。已寿命r