專利名稱：提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金催化劑活性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極性能的方法，具體地說 是一種用酸處理提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極催化性能的方法。
(二)
背景技術(shù)：
直接硼氫化物燃料電池(DBFC)是以硼氫化物為陽極的燃料電池，Na朋,是含 氫量很高(llwt.y。)的儲氫材料，理論上NaBH4的直接電氧化可為8e—反應(yīng)，有很高 的能量密度(比能量為9300 Wh/kg)、比容量(5668 Ah/kg)和電池電壓(陰極 為02時1.64 V); NaB仏不易燃、毒性低(除非吞食，否則無害)、不產(chǎn)生0)2，理 論上NaBE(可以使用非鉑催化劑；Na朋4溶液能充當(dāng)熱交換介質(zhì)來冷卻電池而無須 額外的冷卻板；水的電滲拖曳可用做陰極反應(yīng)物，而無須象氫氣那樣需要潤濕。 這些特性對于燃料電池的設(shè)計(jì)和組裝是非常有益的。NaB&電氧化催化劑主要分 為兩大類， 一類是Pt、 Pd、 Au、 Ir、 Os和Ag等貴金屬，其中Pt的電催化活性最高， 但也易于發(fā)生NaB仏的水解反應(yīng)；Au能發(fā)生近8e反應(yīng)，但其反應(yīng)活性低。另一類 為為儲氫合金，Choudhury等人對比研究了AB5型和AB2型儲氫合金對NaB仏的催化 性能，結(jié)果表明儲氫合金的催化活性小，明顯低于貴金屬?？蓞㈤喭踬F領(lǐng),蘭劍， 曹殿學(xué)等，直接NaBHf&02燃料電池的研究進(jìn)展，化工學(xué)報，2008, 159(4) :805-813，以及Choudhury N A, Raman R K， Sampath S，等人，An alkaline direct borohydride fuel cell with hydrogen peroxide as oxidant. Journal of Power Sources, 2005， 143:1-8。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能加大儲氫合金催化劑對硼氫化物的電化學(xué)氧 化性能，提高硼氫化物的電化學(xué)反應(yīng)性能的提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金 催化劑活性的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
按照酸與儲氫合金的體積比為2: 1，將儲氫合金在酸中浸泡2 4小時，堿 的濃度為1 2M。所述的堿是HC1、 H2S04、 HN03、 HF或它們的混合物。 所述的儲氫合金是ABs型儲氫合金、AB2型儲氫合金或它們的混合物。 本發(fā)明提出了一種用酸處理提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極催化 性能的方法，酸處理克服了現(xiàn)有儲氫合金陽極催化劑比表面小、電活性低等缺點(diǎn)， 解決了硼氫化物燃料陽極放電電流小的問題。其特征在于儲氫合金在使用前用酸 進(jìn)行處理，從而增大了儲氫合金催化劑對硼氫化物的電氧化性能。本發(fā)明的實(shí)質(zhì) 是在直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極催化劑的基礎(chǔ)上，通過預(yù)先對儲氫合金 進(jìn)行酸處理，加大了儲氫合金催化劑對硼氫化物的電化學(xué)氧化性能，提高了硼氫 化物的電化學(xué)反應(yīng)性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用酸處理儲氫合金催化劑，酸處理能溶解儲氫合金表面 的氧化物，使其比表面積增大，更有利于儲氫合金與硼氫化物的接觸和氫的吸附。 因而能顯著提高儲氫合極催化劑對硼氫化物的電化學(xué)氧化性能。 具體實(shí)施方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述具體實(shí)施方式
1
采用HC1處理AB5型儲氫合金，酸與儲氫合金的體積比為2:1，酸的濃度為2M， 浸泡時間3h。以碳棒為對電極，以Ag/AgCl為參比電極，儲氫合金為工作電極， 在2M的Na0H和0. 10M的NaBH4的溶液中，掃描速度為10mV/s， -0. 65Vvs. Ag/AgCl 的電壓下，電流密度達(dá)55mA/cm2，并且NaBH4不發(fā)生水解。
具體實(shí)施方式
2
采用H2S04處理ABs型儲氫合金，酸與儲氫合金的體積比為2:1，酸的濃度為1M， 浸泡時間3h。以碳棒為對電極，以Ag/AgCl為參比電極，儲氫合金為工作電極， 在2M的K0H和0. 10M的NaBH4的溶液中，掃描速度為10mV/s， -0. 65V vs. Ag/AgCl 的電壓下，電流密度達(dá)60mA/cm2，并且NaBH4不發(fā)生水解。
具體實(shí)施方式
3
采用HNO..i處理ABs型儲氫合金，酸與儲氫合金的體積比為2:1，酸的濃度為 2M，浸泡時間3h。以碳棒為對電極，以Ag/AgCl為參比電極，儲氫合金為工作 電極，在2 M的NaOH和0. 10 M的NaBH4的溶液中，掃描速度為10 mV/s， -0. 65V vs. Ag/AgCl的電壓下，電流密度達(dá)58mA/cm2，并且NaBH4不發(fā)生水解。
具體實(shí)施方式
4
采用HF處理ABs型儲氫合金，酸與儲氫合金的體積比為2:1，酸的濃度為2M， 浸泡時間3h。以碳棒為對電極，以Ag/AgCl為參比電極，儲氫合金為工作電極， 在2 M的NaOH和0. 10 M的NaBH4的溶液中，掃描速度為10 mV/s， -0. 65V vs. Ag/AgCl的電壓下，電流密度達(dá)63mA/cm2，并且NaB仏不發(fā)生水解。
權(quán)利要求
1、一種提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金催化劑活性的方法，其特征是按照酸與儲氫合金的體積比為2∶1，將儲氫合金在酸中浸泡2～4小時，堿的濃度為1～2M。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金催化劑活性 的方法，其特征是所述的堿是HC1、 H2S04、 HN0:,、 HF或它們的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金催化劑 活性的方法，其特征是所述的儲氫合金是ABs型儲氫合金、AB2型儲氫合金或 它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金催化劑活性的方法。按照酸與儲氫合金的體積比為2∶1，將儲氫合金在酸中浸泡3小時，堿的濃度為1～2M。本發(fā)明提出了一種用酸處理提高直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極催化性能的方法，酸處理克服了現(xiàn)有儲氫合金陽極催化劑比表面小、電活性低等缺點(diǎn)，解決了硼氫化物燃料陽極放電電流小的問題。其特征在于儲氫合金在使用前用酸進(jìn)行處理，從而增大了儲氫合金催化劑對硼氫化物的電氧化性能。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是在直接硼氫化物燃料電池儲氫合金陽極催化劑的基礎(chǔ)上，通過預(yù)先對儲氫合金進(jìn)行酸處理，加大了儲氫合金催化劑對硼氫化物的電化學(xué)氧化性能，提高了硼氫化物的電化學(xué)反應(yīng)性能。
文檔編號H01M4/88GK101439304SQ20081020983
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者曹殿學(xué), 王貴領(lǐng) 申請人:哈爾濱工程大學(xué)