固態電解質電池中乙醇的催化轉化技術

固態電解質電池中乙醇的催化轉化技術

對分布式發電和運輸的氫燃料電池系統進行了應用研究。許多汽車公司向汽車市場推出了燃料電池汽車，這將需要大量的氫氣，并且需要建設基礎設施，以便于氫氣儲存，作為車輛的能量來源。氫氣的生成可以通過電解水來實現，但電解過程需要大量的電能（大于4.2kWh），而產生1m3的氫氣則需要大于6kWh的電能，因此上述方法不可取。研究使用乙醇作為可再生燃料來輔助水的電解過程，以顯著降低所需要的能量。采用由Pt/C（以碳（石墨、石墨烯、活性炭）為基的鉑催化劑）和PtSn/C（以碳（石墨、石墨烯、活性炭）為基的鉑與錫催化劑）作為陽極催化劑的聚合物電解質的零間隙電池。使用具有高純 度 40%Pt/C 和 20%PtSn/C（Pt：Sn=3：1原子比）的雙金屬合金制備用于電極的催化劑油墨。電解槽通過兩個鈦板進行組裝，每個鈦板厚度為5mm，鈦板間通道尺寸為：寬2.0mm、深1.0mm、間隔2.0mm。

與傳統的電解水相比，研究所推出的方法在70℃時，電流的密度可以達到200mA/cm2，電壓小于0.75V，每產生1m3的氫氣僅需要1.62kWh電能。因此，這種氫氣的生成方法可以將電能節省至原來的40%。但是，隨著時間的延長，會存在乙醇部分氧化、能量消耗增加和輔助水電解過程效率降低的問題。因此，基于法拉第乙醇轉化策略及質量守恒定律，提出一種合理的乙醇氧化機理，通過使用氫原子核磁共振光譜和氣相色譜進行測定和量化。通過觀察可知，乙醇的轉化效率得到提高。

刊名：Electrochimica Acta（英）

刊期：2016年第212期

作者：Sarbjit Giddey et al

編譯：野晨晨