燃料电池碳载Pd催化剂性能测试-

1、 燃料电池催化性能测试实验姓名:冯铖炼学号:1141440057班级:能环142老师:索艳格一、实验目的了解墨水电极的制备方法学会分析催化剂循环伏安曲线及其原理掌握测试装置的运作原理及各项参数的含义二、实验原理氧还原反应是燃料电池中的重要反应,其反应动力学缓慢,需要贵金属作为催化剂,使燃料电池的成本居高不下,严重阻碍了燃料电池的商业化。发展高性能的非贵金属氧还原催化剂是燃料电池规模化使用的挑战之一。而在本次实验中,我们采用的催化剂材料是碳载Pd(Pd/C,钯炭催化剂是将金属钯负载到活性炭里形成负载型加氢精制催化剂,用于精制处理对苯二甲酸原料,生产精制对苯二甲酸。对新型材料研发就需要了解催化剂性

2、能的评估方法。循环伏安法(CV是重要的电化学分析研究方法之一。可用于电极反应机理的研究,可测量电极反应参数,可评估电化学反应的程度等。本实验将应用三电极体系,采用循环伏安方法对燃料电池催化剂进行性能测试研究,三电极由工作电极,参比电极,辅助电极(或对电极组成,包含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用,即极化回路(由WE和CE构成和测量回路(由WE和RE构成,如图1所示。 (a(b图1本实验将采用循环伏安方法对燃料电池催化剂进行性能测试研究,循环伏安法是一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势

3、以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。三、实验装置CHI600E 电化学工作站(上海辰华仪器公司25恒温水箱玻碳电极(天津艾达Ag/AgCl 参比电极Pt 丝对电极四、实验步骤第一步:称10mg样品(碳载Pd第二布:加入2ml的nafion乙醇溶液(其目的在于让碳载Pd颗粒均匀分布在电极表面第三步:超声波震荡半小时左右,促使样品均匀

4、分散在溶液中第四步:取60ml,0.05wt%的高氯酸溶液(测试过程在该溶液中进行,设为环境1第五步:向高氯酸溶液中通半小时氮气,并在25条件下恒温水浴半小时以上第六步:用微量推进器取10微升样品溶液滴在电极上,等nafion乙醇溶液挥发并且滴定。第七布:将电极放入高氯酸溶液中浸润第八步:连接上测试装置的工作电极、参比电极和玻碳电极第九步:在计算机界面中设定实验参数并运行,记录和分析实验数据、五、实验数据 图2:Pt/C 循环伏安谱图(25, 氮气保护的0.5M HClO4溶液,扫描速度50 mV/s (电极1(电极2 (电极3(参考图图3:Pt/C循环伏安谱图(25,氮气保护的0.5MHClO4+0.25M HCOOH溶液,扫描速度50mV/s数据分析:从图二中可以看出三个电极测试的数据重复性较好,氧化峰出现的电位在比较负,其对应的电流较大;还原峰出现的电位较高,其对应的电流较小。:图三中的数据与所提供的参考图的曲线差异较大,还原曲线和氧化曲线的重合度较高,氧化峰的电位较正,电流较大;还原峰的电位相对于图二实验实数较负,电流较大。六、实验结论当使用碳载Pd来制作燃料电池的墨水电极时,在高氯