聚乙烯吡咯烷酮与聚吡咯修饰对氧还原反应影响对比

1 下载量 181 浏览量 更新于2024-09-04 收藏 637KB PDF 举报
"对比研究聚乙烯吡咯烷酮和聚吡咯的修饰作用对氧还原反应的影响,陈玥晗,秦海英,60oC下使用Co(OH)2-PVP-BP和Co(OH)2-PPY-BP为阴极催化剂的直接硼氢化钠燃料电池表现出相当的开路电压(0.989 V 和0.955 V)以及最大功率密度(326 mW cm-2和346 mW cm-2)。" 这篇论文主要探讨了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚吡咯(PPY)在氧还原反应(ORR)中的修饰效应,特别是在直接硼氢化钠燃料电池中的应用。研究人员陈玥晗、秦海英等人通过对比实验发现,60℃条件下,使用Co(OH)2-PVP-BP和Co(OH)2-PPY-BP这两种不同的阴极催化剂,电池表现出相近的性能。 首先,两种催化剂在燃料电池中产生的开路电压分别为0.989V和0.955V,显示出它们在催化ORR过程中的相似效率。此外,最大功率密度也相当,分别为326 mW cm-2和346 mW cm-2,表明它们在实际应用中都能有效地推动电池的能量转换。 尽管PPY和PVP在合成过程中都能吸引Co离子,但它们与Co催化剂的结合方式不同。在PPY修饰的钴催化剂中,Co-Nx结构形成,而在PVP修饰的钴催化剂中,Co离子并未取代PVP分子的聚乙烯基团。PVP的羰基因氧的强电负性成为亲电中心,有助于OH-的吸附,进而促进Co(OH)2的成核,细化氢氧化钴的晶粒。这种细化的结构使得Co(OH)2-PVP-BP拥有更多的活性中心,更有利于ORR的进行。 论文还指出,采用成本更低的PVP替代PPY作为催化剂中的含氮基团,可以制备出性能相当的Co/N/C催化剂,这对于降低燃料电池的成本具有重要意义。 关键词包括燃料电池、氧还原催化剂、聚乙烯吡咯烷酮、聚吡咯和功率密度,反映了论文的研究焦点和关键领域。该研究对于理解和优化燃料电池的性能,特别是开发高效且经济的ORR催化剂具有重要的科学价值和实际应用潜力。