硼氢化钠在不同金属电极上的电化学性能

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1、#硼氢化钠在不同金属电极上的电化学性能**段东红，于佳，梁艳，孙彦平（太原理工大学洁净化工研究所，太原030024）5摘要：实验采用三电极体系，以氧化汞电极为参比电极，分别以铜电极，镍电极，铂电极，锌电极为阳极，运用循环伏安法、电化学阻抗谱法、计时电位法，计时电流法对碱性介质中硼氢化钠在铜、镍、锌、铂电极上的电化学性能进行了研究，同时在自制的电化学反应槽中测定了以四种金属为阳极组成电池的放电性能，根据实验结果分析了BH4-在不同电极电位区的反应过程。实验结果表明：对BH4-的电化学氧化反应活性顺序依次为Zn>Pt>Cu>Ni。10

2、非贵金属铜、锌对BH4-有较高的电催化氧化活性，有望成为DBFC的阳极催化材料。关键词：直接硼氢化物燃料电池；硼氢化钠氧化；金属电极中图分类号：O643.1Electrochemicaloxidationofsodiumborohydrideon15differentmetalelectrodesDUANDonghong,YUJia,LIANGYan,SUNYanping(ChemicalEngineeringDepartment,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024)Abstra

3、ct:TheelectrocatalyticactivityoftheCu,Ni,PtorZnelectrodewithrespecttoborohydrideelectro-oxidationfortheapplicationoffuelcellwasinvestigatedbyvoltammetryandfuelcelltest.The20resultsshowedthatthenon-noblezincpresentsmoreexcellentperformanceasDBHFCanodecatalystcomparedwi

4、thcopper,nickelandplatinumcatalystforBH4-electrooxidationamongthefourelectrodematerials.ThisworkmayprovideakineticgistfortheanodeofDBFC.Keywords:Directboronhydridefuelcells;BH4-electrochemicaloxidation;Anodecatalyst250引言直接硼氢化物燃料电池（Directboronhydridefuelcell，DBFC）是一种以硼

5、氢化物(如NaBH4、KBH4)碱性溶液为负极燃料的新型燃料电池，具有燃料效率高、催化剂和产物无污染、运输方便且理论开路电压、理论比容量和能量转化率高而引起研究者的广泛关注。直接--硼氢化物燃料电池阳极BH4氧化过程中，往往会伴随着BH4水解反应而放出氢气，导致燃30料利用效率较低；此外溶液中产生的氢气泡阻碍电解液中离子迁移，降低电池的性能。因此-[1]作为DBFC阳极催化剂，对BH4须具有较低的水解活性和较高的电催化氧化活性。目前[2]DBFC阳极材料的研究主要集中在单质金属、双组份合金催化剂。为降低电池成本，加快其商业化进程，

6、应开发廉价的非贵金属催化剂的研究。本文以四种金属Cu、Ni、Pt、Zn作-为阳极催化材料，通过循环伏安法、电池性能测试，分析BH4在不同金属催化剂上的氧化35行为，比较了四种金属材料作为阳极材料的电池性能。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（200801120010）作者简介：段东红（1971-），男，副教授，主要研究方向：电化学反应工程通信联系人：孙彦平（1944-），男，教授，主要研究方向：化学工程.E-mail:ypsun@tyut.edu.cn-1-1实验1.1电极的制备工作电极的制备：实验所用的工作电极分别

7、为锌片、镍片、铜网（100目）、铂网（100目）。在使用前经过下述处理步骤：先将电极材料放在稀硫酸中浸泡半小时，以溶解其表面40的氧化物，再在乙醇中浸泡1小时，除去表面的有机物，然后分别用粗、细砂纸依次打磨，最后用蒸馏水冲洗，用滤纸擦干。截取1cm×1cm处理好的电极材料作为实验用的工作电极。1.2电化学测试1.2.1循环伏安法分别以铜，锌，铂，镍为阳极，以大面积碳棒为对电极和HgO/Hg(MOE、1mol/LNaOH)45为参比电极，在2mol/LNaOH溶液为电解液组成三电极体系。在多通道恒点位仪(VMP3)上在室温对不同浓度

8、NaBH4的溶液中进行循环伏安测试，扫描速率为50mV/s，扫描电位范围为-1.4V-0.5V。1.3电池性能测试电池性能测试在自制的电化学槽中进行(图1)。工作电极为1.1步骤中处理好的四种50电极材料，截取面积为1cm×1cm，对电极为1cm×