主权项 |
一种炭表面修饰储氢合金用于提高直接硼氢化物燃料电池阳极催化性能的方法,其特征是:将炭表面修饰储氢合金用于提高直接硼氢化物燃料电池阳极催化性能,炭的表面修饰为氢的吸附和解离提供了新的活性位置:BH<sub>4</sub><sup>‑</sup>+2H<sub>2</sub>O+C→C‑H<sub>x,ads</sub>+BO<sub>2</sub><sup>‑</sup>+(4‑0.5x)H<sub>2</sub>;<sub />炭表面修饰储氢合金后,储氢合金表面氢的含量提高,C‑H<sub>x,ads</sub>中的部分氢进入储氢合金:C‑H<sub>x,ads</sub>+M→MH<sub>x‑a</sub>+C‑H<sub>a,ads</sub>;C‑H<sub>x,ads</sub>+M→MH<sub>x‑a</sub>+C‑H<sub>a,ads</sub>中增加的储氢量MH<sub>x‑a</sub>按MH<sub>x‑a</sub>+(x‑a)OH<sup>‑</sup>→M+(x‑a)H<sub>2</sub>O+(x‑a)e<sup>‑</sup>式放电,炭中剩余的储氢量按C‑H<sub>a,ads</sub>+a OH<sup>‑</sup>→C+a H<sub>2</sub>O+a e<sup>‑</sup>式放电;炭表面修饰储氢合金后,使储氢合金与不能与BH<sub>4</sub><sup>‑</sup>直接接触,抑制NaBH<sub>4</sub>+2H<sub>2</sub>O→4H<sub>2</sub>+NaBO<sub>2</sub>式中NaBH<sub>4</sub>水解反应的发生,同时表面修饰的炭又吸附NaBH<sub>4</sub>+2H<sub>2</sub>O→4H<sub>2</sub>+NaBO<sub>2</sub>式NaBH<sub>4</sub>水解产生的氢气;所述炭表面修饰储氢合金的制备方法为:将质量比例为2:98的碳与储氢合金粉混合均匀放入球磨罐中,在氮气保护下以3000~5000转/分钟球磨1~2小时取出后,逐渐加入质量比为1:1的60wt.%聚四氟乙烯溶液和1.5wt.%羧甲基纤维素钠胶体,使储氢合金粉和碳的质量:聚四氟乙烯溶液和羧甲基纤维素钠的质量=9~10:1,并搅拌均匀制作含储氢合金与碳的浆料,将所述浆料涂布在泡沫镍上,在70℃下干燥2.5h得到的炭表面修饰储氢合金;其中所述储氢合金粉为AB<sub>5</sub>型储氢合金、AB<sub>2</sub>型储氢合金以及它们的混合物;所述碳为碳纳米管、活性炭或炭黑。 |