钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响

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钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响

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毕业论文范文题目：钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响，论文范文关键词：钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响
钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种新型清洁的能源,具有甲醇来源丰富、价格低廉、携带和储存安全方便,能量密度高和结构简单等优点,而且在手机、数码相机和笔记本电脑等小型便携式电子产品方面具有广泛的应用前景。因此,近年来DMFC引起了人们的广泛关注。然而,DMFC存在着成本高和阳极催化剂电催化活性低以及抗CO中毒能力差的问题,这制约了DMFC商业化进程。许多研究者通过向Pt阳极催化剂中引入其他元素(如Ru,Sn等)或过渡金属氧化物(如WOX,VOX等)来提高阳极催化剂的性能,但这些物种的引入仍然存在着成本高或性能稳定性不好等问题。为了能够更好的解决这个问题,本论文研究和开发了一种通过向甲醇电解液中引入一定量的钒氧离子来提高DMFC阳极催化剂的性能和抗CO中毒的能力及降低D（文章此处忽略..）MFC成本的新方法。本论文主要研究了钒氧离子对阳极催化剂Pt/C催化甲醇电氧化的促进作用,进而考察了钒氧离子对被动式DMFC单电池的性能的影响。具体的研究内容和研究结果如下：1.钒氧离子对Pt/C催化剂催化甲醇电氧化的促进作用许多研究表明引入VOx金属氧化物于DMFC阳极催化剂中,可以提高催化剂对甲醇氧化的电催化活性和抑制CO中毒的影响,同时降低贵金属的用量。然而在DMFC中,VOx由于存在导电性不好和易溶解的问题,导致其对阳极催化剂和DMFC的性能的促进效应不明显和稳定不好。针对这个问题,我们考察了向甲醇电解液中引入一定量的钒氧离子对利用传统浸渍法制备的Pt/C催化剂电氧化甲醇的影响。结果表明,在甲醇电解液中含适量的钒氧离子能够对Pt/C催化剂电催化氧化（本文此处忽略..）甲醇的性能有明显的促进作用,且催化剂的电催化性能与电解液中钒氧离子的浓度呈火山型关系。通过对比Pt/C和Pt/C-V-3的氢吸脱附曲线和CO吸脱附曲线得知,钒氧离子在Pt纳米催化剂表面存在吸附作用,致使Pt催化剂的电化学活性位降低。当电解液中的钒氧离子的浓度较低时,钒氧离子在Pt表面的覆盖率不足,使其对甲醇氧化的促进作用有限；但是当钒氧离子在电解液中所含浓度过高时,则会导致钒氧离子的吸附过量,从而过分降低了催化剂的活性位点。因此,只有当电解液中含适量的钒氧离子时才能够最大化的促进催化剂电催化氧化甲醇的性能。而钒氧离子的加入可以促进Pt/C催化剂电催化氧化甲醇的性能的原因,我们归因于VO2+/V3+氧化还原电对的存在和钒氧离子的引入能够促进催化剂表面COaa的氧（文章此处忽略..）化去除。另外,我们有新的发现,即钒氧离子对Pt/C催化剂电催化氧化甲醇的促进机理可以归因于电子效应。2.钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响适量的钒氧离子的引入能够提高DMFC阳极催化剂的性能,因此我们有望通过加入适量的钒氧离子来加快DMFC的商业化进程。但是由于整体的单电池的性能不仅仅由催化剂决定,还包括很多复杂的因素。因此本论文研究了甲醇浓度,催化剂的载量和MEA的制备方法对被动式DMFC性能的影响；结果表明,在室温下,当燃料甲醇的浓度为3mol·L-1,催化剂的载量为8mg·cm-2和采用喷涂法制备的MEA组装成的被动式DMFC单电池时,电池性能达到最优。然后在最佳的实验条件下,对比了DMFC中是否含有钒氧离子对电池放电性能的影响；结果表明,适量的钒氧离子对（本文此处忽略..）整体DMFC单电池的放电性能有促进作用。在最佳的实验条件下,当3mol·L-1的甲醇电池燃料中钒氧离子的浓度为5×10-5mol·L-1时,电池的输出功率密度峰值达到最大,其值为22.57mW·cm-2,比不加钒氧离子的功率密度峰值增加了6.04mW·cm-2。此外,这种含有5×10-5mol·L-1的钒氧离子的电池,若以60mA恒电流放电,其放电时间也比不加钒氧离子放电时间多2.39h。因此我们有理由相信,适量的钒氧离子对整体DMFC单电池的放电性能有促进作用,这也为减少DMFC的MEA上的催化剂的载量及降低电池成本打下基础。对于其促进的原因,我们归因于适量钒氧离子促进了催化剂电催化氧化甲醇和甲醇中间毒化物COad。

以上为本篇毕业论文范文钒氧离子对直接甲醇燃料电池性能的影响的介绍部分。

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