雙室直接葡萄糖堿性膜燃料電池產(chǎn)電性能研究.pdf

1、葡萄糖是一種在世界上含量相當(dāng)豐富的生物質(zhì)，由于其具有低成本、無毒性、容易獲取和儲存、便于運(yùn)輸和環(huán)境友好等特點(diǎn)，近些年來被廣泛的用于各種燃料電池的原料。在前期工作中，以泡沫鎳為陽極材料，以甲基紫精為電子傳遞體，構(gòu)建了一種單室的葡萄糖堿性堿料電池。這種電池雖然性能較好，但仍存在兩個(gè)問題：一是游離的甲基紫精不能重復(fù)利用，使得電池運(yùn)行成本較高；二是甲基紫精具有一定的毒性，排放到環(huán)境中會產(chǎn)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
　　在本論文工作中，利用陰離子交換膜，

2、構(gòu)建了一種雙室型堿性燃料電池。使用泡沫鎳作為電池陽極，空氣擴(kuò)散陰極作為陰極，陰極室和陽極室之間由一層陰離子交換膜隔開。以葡萄糖為底物，甲基紫精（MV）作為電子傳遞體，在堿性的電解質(zhì)中研究了葡糖糖、甲基紫精（MV）、KOH濃度和環(huán)境溫度等因素對電池功率密度的影響。結(jié)果表明，在室溫條件下，當(dāng)葡萄糖、 KOH、甲基紫精（MV）的濃度分別為1 M、3 M、15 mM時(shí)，電池的最大功率密度可以達(dá)到5.20 W/m2。且在適當(dāng)范圍內(nèi)，隨著葡萄糖、K

3、OH、甲基紫精濃度和溫度的提高，電池的功率密度也會得到提升。電池的氧化還原產(chǎn)物是一些小分子的有機(jī)酸。
　　在此研究的基礎(chǔ)上，論文進(jìn)一步改進(jìn)了陽極，對甲基紫精固定化，制備了一種甲基紫精修飾的泡沫鎳陽極（MV-Ni），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了甲基紫精的循環(huán)利用。MV-Ni陽極的使用既降低了電池運(yùn)行成本，也避免了甲基紫精排放對環(huán)境的危害。論文同時(shí)也檢測了MV-Ni陽極在不同濃度KOH中的穩(wěn)定性，并研究了MV-Ni陽極中甲基紫精濃度不同對電池性能的影響