固體炭在熔融碳酸鹽中的電氧化性能研究.pdf

1、直接炭燃料電池是一種以固體炭直接做陽極燃料的特殊類型的高溫燃料電池，它將儲(chǔ)存在炭中的化學(xué)能，通過電化學(xué)氧化反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化成電能，在轉(zhuǎn)化過程中，沒有直接燃燒，不經(jīng)過熱機(jī)轉(zhuǎn)換過程，也無需對(duì)炭進(jìn)行重整氣化，因而其發(fā)電效率高，污染小，而且作為直接炭燃料電池的燃料來源豐富。本論文研究了炭的氧化處理方式及添加金屬粉等對(duì)炭電氧化性能的影響，并初步研究了炭的電氧化反應(yīng)過程。
　　 采用兩種氧化劑H2O2和NaClO對(duì)活性炭進(jìn)行不同的氧化處理，用

2、動(dòng)電勢(shì)掃描測(cè)試其電化學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)經(jīng)H2O2氧化處理的活性炭，其極化率較小，電化學(xué)性能較好，在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，最大極化電流密度達(dá)到300mA·cm-2；而經(jīng)過NaClO氧化處理的活性炭，極化率較大，在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，最大極化電流密度僅為140 mA·cm-2左右，兩者相差160 mA·cm-2左右，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)H2O2氧化處理的活性炭氧化性能更好。通過對(duì)不同濃度H2O2氧化處理活性炭的電化學(xué)性能的研究表明：0.

3、5 mol·L-1H2O2濃度氧化處理活性炭在-0.2 V極化電勢(shì)條件下，極化電流密度達(dá)到300 mA·cm-2以上，能夠較好地提高活性炭陽極氧化性能。
　　 采用石墨片為陽極，進(jìn)行不同的過電勢(shì)氧化反應(yīng)，分析其電化學(xué)氧化產(chǎn)物，了解炭的電化學(xué)氧化產(chǎn)物組成情況。結(jié)果表明：在650℃條件下，極化電勢(shì)小于或等于100 mV時(shí)，石墨片陽極氧化產(chǎn)物除了CO2外，還有CO，且隨極化電勢(shì)的增大，CO的含量增大。極化電勢(shì)大于100 mV時(shí)，石墨片

4、陽極氧化產(chǎn)物只有CO2。750℃時(shí)，當(dāng)極化電勢(shì)小于300 mV時(shí)，產(chǎn)物中存在CO，其含量隨極化電勢(shì)的增大而減?。?00 mV以上的極化電勢(shì)下產(chǎn)物只有CO2。
　　 將Mn和Fe兩種金屬粉末壓制到石墨片陽極上表層，考察了其對(duì)石墨片陽極氧化性能的影響。初步的研究結(jié)果表明：摻入Mn粉和Fe粉的石墨片在-0.2 V的極化電勢(shì)條件下，極化電流密度與純石墨相差不大，但是摻入Mn粉的石墨片的起始氧化電勢(shì)比純石墨片的更負(fù)，表明Mn粉能夠作為潛在