直接过氧化氢燃料电池催化阴极的设计及催化反应动力学研究

项目名称： 直接过氧化氢燃料电池催化阴极的设计及催化反应动力学研究

项目编号： No.21403044

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 叶克

作者单位： 哈尔滨工程大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 直接过氧化氢燃料电池（DPPFC）是一种利用H2O2同时作为燃料（碱中电氧化）和氧化剂（酸中电还原）的新型液态酸碱燃料电池；其结构简单，不依赖空气，发电的同时提供氧气，因而作为水下和空间电源具有巨大发展潜力。本项目针对DPPFC阴极反应的特殊性，从阴极结构、电催化剂、电极反应动力学、燃料电池设计等方面开展系统的研究。拟采用电化学共沉积辅以去合金化法在钛合金集流体上沉积开放多孔贵金属纳米线阵列3D阴极，采用多阶段方波电势脉冲电沉积法在MWNTs/sponge上制备珊瑚状三维立体网络金属复合阴极；通过对催化阴极的组成、结构和性能间相互关系的研究，获得高催化活性金属3D阴极，提高电极的稳定性和传质性能。揭示H2O2电还原反应的催化作用机理，建立反应动力学方程。在此基础上，设计和制备全塑池体的DPPFC，研究影响电池性能的因素及其作用规律。本项目的实施将为提升DPPFC的性能奠定理论和实验基础。

中文关键词： 过氧化氢；燃料电池；电催化；动力学；阴极

英文摘要： Direct peroxide fuel cell (DPPFC) is a novel type of liquid-feed acid-base fuel cell using H2O2 both as fuel (electrooxidation in alkaline) and oxidant (electroreduction in acid). It shows promising application potentials as space or underwater power sour

英文关键词： hydrogen peroxide；fuel cell；electrocatalysis；kinetics；cathode