气体扩散电极

摘要： 工业规模的化石能源消耗导致大气中二氧化碳含量不断增加,CO_(2)转化利用成为人们日益关注的热点问题.金属铜因其成本低廉、储量丰富,并且具有独特的CO_(2)亲和力能够生成多碳化合物,是目前CO_(2)电还原中研究最为广泛深入的电极材料.由于阴、阳离子的特征吸附对Cu电极性能有显著影响,并且不同反应体系中对Cu电极上CO_(2)吸附、活化影响也有所不同,因此导致金属Cu电极上报道的电催化活性、产物种类与选择性等都非常宽泛.基于此,有必要系统地研究各种反应条件对金属Cu电极电催化CO_(2)还原性能的影响.作者选择了平均粒径为600 nm的商品化金属Cu颗粒作为电还原CO_(2)的催化剂,研究了不同反应条件包括各种常用电解质溶液、KHCO_(3)的浓度以及H型电解池和流动池.实验结果表明,浓度为0.5 mol·L^(-1)的KHCO_(3)作为电解质溶液具有较好催化活性和较高的产物分电流密度,流动池可以进一步提高主要产物甲酸盐和CO的分电流密度.本研究工作从反应条件的角度对CO_(2)还原的电催化转化进行了系统研究,有助于理解电解液和反应器等因素对CO_(2)电还原反应过程的影响规律.

摘要： 高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置.本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能.在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构.通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的三相反应界面.测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22％.与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m3的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82.1％和71.4％,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性.

摘要： 采用生物法合成Pd/C催化剂,制备成bio-Pd/C气体扩散电极降解甲基橙模拟废水,考察了电流大小、pH、曝气条件对甲基橙去除效果的影响,探讨了bio-Pd/C气体扩散体系下的电催化降解机制.结果表明,所制备的催化剂中Pd以无定形态存在并高度分散在生物炭内部连通的孔隙中,形状比较规则,粒径为10～15 nm.反应30 min后,bio-Pd/C气体扩散体系对甲基橙的去除率达到99％、对TOC的去除率达到53％.增大电流、低pH、增加曝气均有利于甲基橙的降解,在bio-Pd/C气体扩散体系中掺杂Pd催化剂可以强化甲基橙的降解.

摘要： 利用3D打印技术设计出一种高效产H2O2的3D打印气体扩散电极(3D-GDE)并将其应用于电芬顿体系对实际焦化废水降解研究.结果表明3D-GDE阴极H2O2产量高达16Amg H2O2/cm2,而相同条件下传统气体扩散电极仅为7.16mg H2O2/cm2.通过考察不同因素对阴极产H2O2影响可知:酸性条件更有利于产H2O2;电流从200mA提高到250mA,其H2O2产量从250mg/L提高到450mg/L,但是继续提高电流时(250 ～300mA),H2O2并没有明显增加.将3D-GDE电极应用于电芬顿对实际焦化废水处理,在最适宜条件下,可以实现对焦化废水有效矿化(4h电解后高达80％),其降解过程中三维荧光指纹分析也直接证明了该体系的高效性Microtox毒性实验表明,3D-GDE电芬顿体系可以有效的降低焦化废水体系的毒性,其最低能耗为0.9kW·h/g TOC.

摘要： 在燃料电池型反应器中,以基于BP2000/PTFE材料制备的气体扩散电极作为阴极电极,以循环流动的硫酸溶液作为电解液,进行电化学合成过氧化氢的研究.探讨了电催化氧还原反应制备过氧化氢的反应过程及机理,同时分析了不同催化剂、电解液pH及电解电压对电解效果的影响.结果表明较优的电解条件是:阴极催化剂采用BP2000的担载量为2 mg/cm2,外加电压为1.5V.在0.5 mol/L H2SO4溶液中生成过氧化氢的电流效率可达70％,过氧化氢浓度达到1.38 mol/L(质量分数约为4.7％).%With circular-flow H2SO4 solution as the electrolyte and gas diffusion electrode prepared with BP2000/PTFE as the cathode electrode,the reaction mechanism of hydrogen peroxide production through fuel-cell reactor was studied.The effect of different catalysts,pH and electrolytic voltage on hydrogen peroxide yield was investigated.The results show that the optimum conditions of electrolysis are with BP2000 loading of 2 mg/cm2 as cathode catalyst and the electrolytic voltage of 1.5 V.Current efficiency of hydrogen peroxide production was up to 70％ in 0.5 mol/L H2SO4 solution,and the concentration of H2O2 was up to 1.38 mol/L (about 4.7％).

摘要： 以碳纳米管为载体合成了Fe3O4/CNT复合物,并用于修饰泡沫镍制备气体扩散电极,以4-硝基酚为模拟污染物,考察该电极的氧还原产H2O2性能与电Fenton降解4-硝基酚的效果,并探讨其可能的降解路径.结果表明,采用水热合成法能很好地将具有磁性的Fe3O4颗粒均匀地负载在CNT上,在溶液初始pH值7.0、电解质Na2SO4浓度0.1 moL/L、空气流量0.4L/min和电流密度10 mA/cm2条件下,Fe3O4/CNT修饰泡沫镍气体扩散电极电催化氧还原产H2O2的质量浓度和电流效率分别为185.4 mg/L和73.1％,4-硝基酚的去除率和氧化速率分别为95.8％和0.0537min-1,均高于未经修饰的泡沫镍电极和CNT修饰的泡沫镍气体扩散电极,且电极的稳定性能较好.

摘要： 为探究气体扩散电极中小孔电极电流密度与反应速度及传质的关系,用数值计算的方法,给出了氧电极不同反应速度下的小孔电极电流密度分布.首先根据相关参数,估算出反应的最大传质速度,而后给出了当反应速度大于,等于及小于最大传质速度时的电流密度分布.发现当反应速度等于及大于最大传质速度时,电流密度分布不变,且反应集中于三相交界线附近;当反应速度小于最大传质速度时,电流密度分布随反应速度的减小而改变.

摘要： 日本昭和壳牌石油公司日前宣布发明了一项利用阳光转化二氧化碳的新技术。其首次利用燃料电池中使用的气体扩散电极和新研发的催化剂，在常温常压条件下仅利用太阳光就直接将水和二氧化碳转化为甲烷和乙烯。

摘要： TiO/AC复合电催化剂具有优良的电催化性能,本文应用电化学阻抗谱研究了用TiO/AC复合催化剂构成的气体扩散电极的电化学性能。

摘要： 本文简要地介绍了一种开发试验中的节能阴极-食盐电解用气体扩散电极(氧阴极)的原理,及近几年国内外的研究进展情况.

摘要： 电芬顿法作为一种清洁、高效的废水处理高级氧化技术,近年来引起了人们的广泛关注[1-2]。在电芬顿过程中,氧气在阴极区还原原位生成H2O2 (1),H2O2与Fe2+作用, 生成高氧化电位(+2.8 V)的OH·,氧化降解水中的有机污染物。从本质上而言,电芬顿过程是利用电能降解水溶液中的有机污染物[3]。然而,由于目前电芬顿阴极的操作电位低,多集中在-1.OV (vs NHE)附近, 致使析氢副反应(2)的存在,造成电能利用率通常不高。如何提高电能利用率是该方法实际应用中大家所关注的一个问题。

摘要： 采用稀土复合氧化物和炭黑,PTRE为粘结剂的催化层,特制防水导电层和集流体构成的可充电气体扩散电极,匹配多孔、形变小锌电极,耐碱和阻碍锌晶枝穿透隔膜,KOH电液组成的可充电锌空电池.在规定的充、放电制度下,测试了稀土复合氧化物、炭黑比例和PTFE用量对充、放电的影响.结果表明,25﹪稀土复合氧化物和石墨,外加20﹪的PTFE的催化层有较佳的充、放电效果.

摘要： 本文采用三种电解方式对垃圾渗滤液进行深度处理研究,分别为:单室电解,隔膜双室电解,以气体扩散电极为阴极的隔膜双室电解.三种电解方式垃圾渗滤液都具有很好的脱色效果,而以气体扩散电极为阴极的隔膜双室电解具有最高的TOC去除率.

摘要： 本文系统比较了两种活性炭载体的各种物理和化学性能,探讨了活性炭作为电催化剂载体时,各种物理和化学性质对电催化剂性能的影响.

摘要： 本文系统比较了两种活性炭载体的各种物理和化学性能,探讨了活性炭作为电催化剂载体时,各种物理和化学性质对电催化剂性能的影响.

摘要： 本文系统比较了两种活性炭载体的各种物理和化学性能,探讨了活性炭作为电催化剂载体时,各种物理和化学性质对电催化剂性能的影响.

摘要： 本发明提供一种电极用催化剂的制造方法，该方法即使使用含有高浓度的氯的电极用催化剂前体作为电极用催化剂的原料，也能够通过简单的操作得到可靠且充分地降低了氯(Cl)形态含量的电极用催化剂。该方法是具有芯/壳结构的电极用催化剂的制造方法，所述芯/壳结构包含载体、形成于所述载体上的芯部以及以包覆所述芯部的表面的至少一部分的形式而形成的壳部，该方法包括：工艺(1)，在预先设定的至少1个阶段的设定温度下将含有超纯水、包含氢的气体等的还原剂以及电极用催化剂前体的液体保持预先设定的保持时间的第1工艺，所述电极用催化剂前体使用含有氯(Cl)形态的材料制造，且由X射线荧光(XRF)分析法测定的氯(Cl)形态的浓度为预先设定的第1氯(Cl)形态的浓度以上。

摘要： 本发明提供一种可将氯(Cl)形态和溴(Br)形态的含量降低至规定的水平以下，且能够发挥充分的催化剂性能的电极用催化剂。该电极用催化剂的特征在于，其为具有包括载体、被形成在所述载体上的芯部以及以包覆所述芯部表面的至少一部分的形式所形成的壳部的芯/壳结构的电极用催化剂，且依据X射线荧光(XRF)分析法所测定的溴(Br)形态的浓度为400ppm以下，依据X射线荧光(XRF)分析法所测定的氯(Cl)形态的浓度为900ppm以下。

摘要： 本发明提供一种即使含有较高浓度的氯也能够充分发挥性能，且适于批量生产，并且适于降低制造成本的电极用催化剂。该电极用催化剂的特征在于，其为具有包括载体、被形成在所述载体上的芯部以及以包覆所述芯部的表面的至少一部分的形式所形成的壳部的芯/壳结构的电极用催化剂，且依据X射线荧光(XRF)分析法所测定的溴(Br)形态的浓度为500ppm以下，依据X射线荧光(XRF)分析法所测定的氯(Cl)形态的浓度为8500ppm以下。

摘要： 本发明提供一种可以有助于PEFC的低成本化的具有优异的催化活性的电极用催化剂(核壳催化剂)。本发明中，电极用催化剂具有担载于载体的催化剂颗粒。该催化剂颗粒具有含有Pd单质的核部和含有Pt单质的壳部。通过X射线光电子能谱分析法(XPS)测定的表面附近的分析区域的载体的碳的比率R

摘要： 本发明提供一种电极用催化剂的制造方法，该方法即使使用含有高浓度的氯的电极用催化剂前体作为电极用催化剂的原料，也能够通过简单的操作得到可靠且充分地降低了氯(Cl)形态含量的电极用催化剂。该方法是具有芯/壳结构的电极用催化剂的制造方法，所述芯/壳结构包含载体、形成于所述载体上的芯部以及以包覆所述芯部的表面的至少一部分的形式而形成的壳部，该方法包括：工艺(1)，在预先设定的至少1个阶段的设定温度下将含有超纯水、包含氢的气体等的还原剂以及电极用催化剂前体的液体保持预先设定的保持时间的第1工艺，所述电极用催化剂前体使用含有氯(Cl)形态的材料制造，且由X射线荧光(XRF)分析法测定的氯(Cl)形态的浓度为预先设定的第1氯(Cl)形态的浓度以上。

摘要： 本发明提供一种电极用催化剂的制造方法，该方法即使使用含有高浓度的氯的电极用催化剂前体作为原料，也能够通过简单的操作得到可充分地降低了氯(Cl)形态的含量的电极用催化剂。该方法是具有芯/壳结构的电极用催化剂的制造方法，所述芯/壳结构包含形成于载体上的芯部和以包覆芯部的表面的至少一部分的形式而形成的壳部，该方法包括：工艺(1)，将电极用催化剂前体(I)添加于超纯水制备第1液体的第1工艺，所述电极用催化剂前体(I)使用含有氯(Cl)形态的材料制造且由X射线荧光(XRF)分析法所测定的氯(Cl)形态的浓度为第1氯(Cl)形态的浓度以上；工艺(2)，使用超纯水过滤并清洗电极用催化剂前体(I)，反复清洗得到的滤液，直至电导率ρ为第1设定值以下，再将得到的电极用催化剂前体(II)分散于超纯水中，从而制备第2液体的第2工艺。

摘要： 本发明提供一种能够有助于PEFC的低成本化的具有优异的催化活性的电极用催化剂。本发明的电极用催化剂包含：具有细孔径为1～20nm的纳米孔的中空碳载体；和担载于载体上的多个催化剂颗粒。催化剂颗粒担载于载体的纳米孔的内部和外部，并且催化剂颗粒由Pt(0价)构成，在使用STEM通过电子射线断层成像测量而得到三维重建图像，并利用该三维重建图像实施催化剂颗粒的粒径分布分析时，担载于纳米孔的内部的催化剂颗粒的比率为50％以上。

摘要： 本发明提供一种能够有助于PEFC的低成本化的具有优异的催化活性的电极用催化剂。本发明的电极用催化剂包含：具有细孔径为1～20nm的纳米孔的中空载体和多个催化剂颗粒。催化剂颗粒担载于载体的纳米孔的内部和外部双方，并且由Pt(0价)构成，在使用STEM通过电子射线断层成像测量而得到三维重建图像，并利用该三维重建图像实施催化剂颗粒的粒径分布分析时，满足式(S1)：100×(N10/N20)≤8.0的条件(式中，N10为与细孔径为1nm以上的细孔不接触的贵金属颗粒数，N20为担载于载体的纳米孔的内部的催化剂颗粒数)。

摘要： 本发明提供一种有助于PEFC的低成本化的具有优异催化活性的电极用催化剂。电极用催化剂包含：具有孔径为2～50nm的介孔的中空碳载体、和担载于载体上的催化剂颗粒。催化剂颗粒担载于载体的介孔的内部和外部，并且，催化剂颗粒具有核部和壳部，其中，核部形成于载体上，壳部覆盖核部的表面的至少一部分。核部含有Pd，壳部含有Pt，在使用STEM通过电子射线断层成像测量而得到三维重建图像，并利用该三维重建图像实施催化剂颗粒的粒径分布的解析的情况下，担载于介孔的内部的催化剂颗粒的比例为50％以上。

摘要： 本发明描述了气体扩散电极，其在催化剂层中的电化催化剂和相邻的聚合物电解质膜之间具有一改进了的质子传导性，该电极可适用于水沸点以上的操作温度，并能保证有持久的高气体透过性，本发明还描述了一种制备方法和相应的燃料电池。至少在催化剂层中的导电载体材料的一部分至少是部分地载有至少一种多孔的、能传导质子的且能适用于水沸点以上温度的聚合物，多孔结构的负载和形成是在一相转换方法中实现的。本发明的气体扩散电极可用于所谓的高温燃料电池中，它在水沸点以上的温度长期工作时效率不降低。