添加劑對硼氫化鈉電化學行為的影響.pdf

1、直接硼氫化鈉燃料電池（DBFC）以NaBH4為陽極燃料，NaBH4是含氫量很高[固體為11％(質(zhì)量)，飽和NaBH4 溶液為7.4％(質(zhì)量)]的儲氫材料。NaBH4 比甲醇的氧化動力學較快，能量密度和組成的電池電壓優(yōu)于甲醇；理論上NaBH4的直接電氧化為8e-反應，大于甲醇的6e-反應，有更高的比容量，另外NaBH4 不易燃、毒性低、不產(chǎn)生二氧化碳。但是NaBH4在電化學氧化方面存在的最大問題是水解產(chǎn)生氫氣。一方面水解產(chǎn)生的氫氣降低了燃

2、料的利用率；另一方面由于氫氣泡會阻礙離子的遷移而降低了電池的性能。抑制硼氫化鈉水解的最好方法就是將其溶解在堿性溶液中，而適宜的堿性條件又因工作電極的不同又有很大差異。在課題組研究的基礎(chǔ)上，本文選擇NaBH4 堿溶液的濃度為0.27mol/L NaBH4+1.5 mol/LNaOH。
　　 論文采用線性電位掃描、循環(huán)伏安曲線法研究了金、鉑、鎳電極在0.27 mol/LNaBH4+1.5 mol/L NaOH 堿溶液中電化學氧化行為

3、。結(jié)果表明：用金作電極時，能發(fā)生一個直接氧化反應，但是金為催化電極材料時極化比較嚴重；用鉑作電極時，發(fā)生兩個連續(xù)的氧化反應，第一個氧化峰a1 為BH4－的直接氧化峰；緊接著出現(xiàn)第二個氧化峰a2 為BH4－在堿溶液中的水解氧化峰。用鎳作電極時，BH4－的電化學氧化電位比鉑電極更負，但是在堿溶液中，鎳電極會形成比較穩(wěn)定的氫氧化物，阻礙了鎳電極對NaBH4的進一步催化氧化。
　　 同時通過循環(huán)伏安法、交流阻抗測試和恒電流放電考察了三聚

4、氰胺、六亞甲基四胺、對甲苯磺酰胺三種不同濃度添加劑對0.27 mol/L NaBH4+1.5 mol/L NaOH在鉑電極上電化學行為影響，實驗結(jié)果表明，三種適量添加劑的加入都能降低BH4-在鉑電極上的吸附量，有利于BH4-在鉑電極上充分氧化，提高BH4-的氧化電流，有效地抑制水解反應，最終提高電池放電效率。通過進一步實驗得出6 μmol/L 三聚氰胺、15μmol/L 六亞甲基四胺和30μmol/L 對甲苯磺酰胺對NaBH4電化學行為