固态电解质电池中乙醇的催化转化技术

固态电解质电池中乙醇的催化转化技术

对分布式发电和运输的氢燃料电池系统进行了应用研究。许多汽车公司向汽车市场推出了燃料电池汽车，这将需要大量的氢气，并且需要建设基础设施，以便于氢气储存，作为车辆的能量来源。氢气的生成可以通过电解水来实现，但电解过程需要大量的电能（大于4.2kWh），而产生1m3的氢气则需要大于6kWh的电能，因此上述方法不可取。研究使用乙醇作为可再生燃料来辅助水的电解过程，以显著降低所需要的能量。采用由Pt/C（以碳（石墨、石墨烯、活性炭）为基的铂催化剂）和PtSn/C（以碳（石墨、石墨烯、活性炭）为基的铂与锡催化剂）作为阳极催化剂的聚合物电解质的零间隙电池。使用具有高纯 度 40%Pt/C 和 20%PtSn/C（Pt：Sn=3：1原子比）的双金属合金制备用于电极的催化剂油墨。电解槽通过两个钛板进行组装，每个钛板厚度为5mm，钛板间通道尺寸为：宽2.0mm、深1.0mm、间隔2.0mm。

与传统的电解水相比，研究所推出的方法在70℃时，电流的密度可以达到200mA/cm2，电压小于0.75V，每产生1m3的氢气仅需要1.62kWh电能。因此，这种氢气的生成方法可以将电能节省至原来的40%。但是，随着时间的延长，会存在乙醇部分氧化、能量消耗增加和辅助水电解过程效率降低的问题。因此，基于法拉第乙醇转化策略及质量守恒定律，提出一种合理的乙醇氧化机理，通过使用氢原子核磁共振光谱和气相色谱进行测定和量化。通过观察可知，乙醇的转化效率得到提高。

刊名：Electrochimica Acta（英）

刊期：2016年第212期

作者：Sarbjit Giddey et al

编译：野晨晨