直接甲醇燃料电池阳极的稳定性研究

【摘要】直接甲醇燃料电池(DMFC)以其燃料来源丰富、结构简单、环境友好等优点越来越受到人们的关注。阳极是决定DMFC电池性能、寿命和成本的关键材料之一。测试分析DMFC阳极稳定性不仅能指导催化剂选择和电极制备,而且对加速其大规模应用具有重要意义。DMFC阳极性能的评价多采用常规电化学手段测试其在模拟环境下的电化学特性,而离线环境下的评价结果既不能真实反映在线工况下的状态,又不能提供电极微小区域的信息,因而很难从本质上揭示实际加载状态下阳极的变化过程为了解实际工况下电极的性能、分析其衰减机理,本文采用循环伏安、恒电位极化、交流阻抗等常规电化学技术和扫描电化学电化学显微镜、局部交流阻抗技术,研究了直接甲醇燃料电池阳极在模拟电池环境中的电化学性能。研究结果表明：加载时间相同时,在0.2-0.6V间随加载电位升高,甲醇阳极的循环伏安曲线上正扫和回扫的氧化峰电位逐渐负移,对应的峰电流密度减小。加载电位达到0.8V后,正扫和回扫氧化峰电位显著右移。加载电位相同时,随加载时间延长,循环伏安曲线上正扫和回扫峰电流密度增大、峰电位右移。正扫和回扫峰电流比值逐渐减小,催化剂抗中毒性能降低。0.6V下加载16h和72h后,催化剂粒径从3.4nnm分别增加到3.6nm和4.4nm,增加5.88%和29.41%。0.8V下加载72h后,催化剂中PtRu比由2：1提高到3.9：1。扫描电化学显微镜的测试结果表明,阳极表面催化剂的催化活性呈不均匀峰分布状态。相同加载电位下,从4h开始,阳极表面面扫描锯齿状电流峰出现急剧变化,锯齿状电流峰数量和峰电流随加载时间的延长逐渐减少和降低。阳极表面的局部阻抗呈锯齿状分布,随加载电位升高和加载时间延长,阳极微区域的锯齿状峰数量减少、阻抗值增大。阳极微小区域内阻抗增大、电化学活性降低、催化剂粒长大和团聚、Ru流失等导致电荷传递和电化学反应难度增加,是阳极催化活性降低的主要原因。
【作者】李婉；
【导师】黄乃宝；侯中军；
【作者基本信息】大连海事大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】直接甲醇燃料电池；阳极；常规电化学测试；扫描电化学显微镜；局部交流阻抗；

【参考文献】
[1]周兴旺.基于问答社区的个性化服务系统的设计与实现[D].南京理工大学,计算机技术,2011,硕士.
[2]张佳娉.基于变革式与家长式领导风格的预算松弛研究[D].新疆财经大学,会计学,2013,硕士.
[3]蔡春艳.女孩特发性中枢性性早熟的基因多态性及环境因素研究[D].福建医科大学,儿科学,2014,硕士.
[4]潘嘉欣.基于物联网的智能建筑新能源应用管理系统的研究[D].长安大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[5]张建行.控制股东表决权限制研究[D].天津商业大学,民商法学,2013,硕士.
[6]邢振龙.腰椎间盘突出症患者热敏大肠俞穴自发红外光谱研究[D].广州中医药大学,中医骨伤科学,2013,硕士.
[7]徐王子.日语母语者习得汉语正反问句偏误分析及教学对策[D].吉林大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[8]胡包钢,应浩.模糊PID控制技术研究发展回顾及其面临的若干重要问题[J].自动化学报,2001,04:567-584.
[9]张进,贺仁睦,王鹏,石景海,马瑞,胡国强.送端感应电动机负荷无功特性对送出极限的影响[J].电力系统自动化,2005,04:24-27.
[10]孙江.基于PLC及机器人联合控制的中梁自动切割装备研制[D].西南交通大学,材料加工工程,2013,硕士.
[11]许伟,刘倩.形式概念分析中的粗糙集方法[J].河北农业大学学报,2005,06:104-108.
[12]王群仙,李少远,李焕芝,陈增强,袁著祉.基于小波网络动态补偿的广义预测控制器[J].自动化学报,1999,05:701-704.
[13]陈硕炜.《雷雨》的影视改编研究[D].安徽大学,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[14]魏敏.肾阴虚证和肾阳虚证基因表达谱的比较研究[D].南方医科大学,2009.
[15]张芳.河北省农村养老保障对策研究[D].山东大学,行政管理,2013,硕士.
[16]种培芳.弱光胁迫对甜瓜（Cucumis melo L.）光合特性及生长发育的影响[D].甘肃农业大学,果树学,2003,硕士.
[17]贾文生.矿区铁路综合信息系统的应用[J].铁道通信信号.2008(05)
[18]罗鸿禹,李剑峰,何雨莲,王乐乐,刘永.高功率2.97μm中红外被动调Q掺钬ZBLAN光纤激光器[J].中国激光,2014,02:211.
[19]丁洁.“文革”时期党的领导问题新论[D].湖南师范大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[20]李亚敏.基于石墨烯构筑的几种伏安传感器及其应用[D].郑州大学,分析化学,2013,硕士.
[21]胡祖志,胡祥云,何展翔.三维大地电磁数据的二维反演解释[J].石油地球物理勘探,2005,03:353-359+20-21+372.
[22]熊拥军,张建中.数字图书馆服务中读者兴趣模型设计[J].情报杂志,2004,07:79-80.
[23]李晗龙.中、欧青年道德教育比较研究[D].哈尔滨理工大学,思想政治教育,2014,博士.
[24]韩培胜.离心机安全运行的自动控制[D].河北科技大学,机械工程,2013,硕士.
[25]张婧.我国高校学生组织发展的管理学思考[D].西北大学,行政管理,2013,硕士.
[26]王越.宗炳《画山水序》研究[D].河北大学,艺术学,2014,硕士.
[27]瞿鑫.光学涂层对磁性金属的颜色和磁光效应的影响[D].首都师范大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[28]宋丹.高新技术企业集群专利战略研究[D].哈尔滨理工大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[29]邵传可.不同管理模式下人工苜蓿地固碳效应分析[D].西安科技大学,环境科学,2013,硕士.
[30]何年红.江户川乱步二十世纪二十年代作品中的感觉艺术论[D].吉林大学,日语语言文学,2014,硕士.
[31]杨凡.基于变分稀疏贝叶斯学习的频谱检测与定位[D].中南民族大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[32]闫云平.西藏景区旅游承载力评估与生态安全预警系统设计与实现[D].中国地质大学（北京）,计算机技术,2013,硕士.
[33]赵春黎.不同目标定向儿童情绪调节策略研究[D].首都师范大学,发展与教育心理学,2004,硕士.
[34]黎松龄.微波二次烧结牙科纳米氧化锆全瓷材料的实验研究[D].广西医科大学,口腔修复学（专业学位）,2013,硕士.
[35]喻艳.罗浮山温泉体验营销战略研究[D].电子科技大学,2004.
[36]罗德兴.太阳能视频监控系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[37]李蕊蕊.不同纤维分解菌对鹅生产性能及纤维消化的影响[D].吉林农业大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[38]牟璞津.医疗行业的绩效考核和评价系统的研发[D].天津理工大学,计算机技术,2013,硕士.
[39]井绪英.沈某故意杀人案研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[40]林科宣,陈琴.数据挖掘与电子商务[J].商场现代化,2005,12:66.
[41]岳志伟.基于航标效能模糊综合评价的川岛水域航标完善方案研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2014,硕士.
[42]吕铎.资产评估舞弊行为的决定因素分析[D].云南财经大学,资产评估（专业学位）,2014,硕士.
[43]蒋文芳.图像处理在血小板抗体检测系统中的应用[D].东北师范大学,电路与系统,2012,硕士.
[44]梅宇宏.公司对消费者承担社会责任的法律研究[D].扬州大学,民商法学,2012,硕士.
[45]张颖伟,周宏,奏泗钊.基于多块核主元分析的复杂过程的分散故障诊断(英文)[J].自动化学报,2010,04:593-597.
[46]徐玉.异构融合网络中多层协作的垂直切换技术研究[D].南京邮电大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[47]郭建静.关于社会主义市场经济文化建设的理论思考[D].河北师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[48]刘君强,王勋,孙晓莹,刘仁平.高可伸缩性海量数据挖掘技术[J].计算机工程与设计,2003,06:27-29.
[49]HOUMGBOKOMLAKOUMABOLALE（宝拉）.中非经贸关系及其对非洲经济发展的影响[D].吉林大学,国际贸易,2013,硕士.
[50]丁剑敏.数据挖掘技术及其在商业银行中的应用[J].市场周刊(财经论坛),2003,04:58-59.