磷钼酸作为低温碳燃料电池的碳间接电氧化介质

殷金玲 刘佳 温青 王贵领 曹殿学

引用本文: 殷金玲,  刘佳,  温青,  王贵领,  曹殿学. 磷钼酸作为低温碳燃料电池的碳间接电氧化介质[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 370-376. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610311 shu
Citation:  YIN Jin-Ling,  LIU Jia,  WEN Qing,  WANG Gui-Ling,  CAO Dian-Xue. Phosphomolybdic Acid as a Mediator for Indirect Carbon Electrooxidation in LowTemperature Carbon Fuel Cell[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(2): 370-376. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610311 shu

磷钼酸作为低温碳燃料电池的碳间接电氧化介质

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21306033,21476053)资助项目

摘要: 以磷钼酸作为低温下碳间接电氧化的介质构建新型碳燃料电池。通过线性电位扫描和计时电流法研究不同碳材料、不同反应条件、不同反应时间、不同磷钼酸浓度对碳间接电氧化性能的影响。采用循环伏安法研究碳在磷钼酸介质中的间接电氧化机理。研究结果表明,椰壳活性炭的间接电氧化活性要明显高于煤和煤质活性炭。以磷钼酸为介质时,采用光照与升温80 oC避光的条件均可以提高碳间接电氧化性能,且提高程度接近。由循环伏安测试分析出磷钼酸中+6价Mo可将碳氧化,且被还原成+5价Mo,随后又在阳极上重新被电氧化回+6价Mo,通过该过程将从碳材料上获得的电子转移到阳极上,从而实现碳在低温条件下的间接电氧化过程。并且通过对光照条件的分析,证实光对磷钼酸催化碳电氧化反应有两方面的促进作用:一方面光的热效应使反应温度升高,从而提高反应速率;另一方面磷钼酸利用其特有结构吸收光能,提高磷钼酸与碳的反应速率,且后者促进作用更明显。以VO2+/VO2+为阴极构建的碳燃料电池全电池室温下功率是0.087mW·cm-2,验证了碳燃料电池在常温条件下运行的可行性。

English

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  • 收稿日期:  2016-09-07
  • 修回日期:  2016-10-31
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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