電化學制氧用陰極及電解質的制備.pdf

1、利用空氣電極電化學制氧是一種新型制氧技術，但目前采用的溶液電解質存在漏液、生長枝晶、安全性差等問題。針對這些問題，本論文首次以空氣電極為陰極、堿性固體聚合物為電解質進行電化學制氧的研究，考察了多種因素對空氣電極、堿性固體聚合物電解質(ASPE)和電化學制氧系統(tǒng)的影響。
　　 應用極化曲線、XRD、SEM、TEM等測試方法，對空氣電極進行了研究。結果表明：5.5wt.％Ag/C是價格便宜且催化性能較好的催化劑；當w(Ag/C)：w

2、(PTFE)=4：1、KOH溶液濃度為6.25 mol/L、空氣電極的結構為催化層/炭紙/催化層時，有利于空氣電極電化學性能的提高。
　　 采用溶液澆鑄法制備了不同PVA(聚乙烯醇)與KOH配比的PVA-KOH-H2O體系的ASPE，研究了H2O和KOH等對ASPE性能的影響。極化曲線結果表明：水的含量對PVA-KOH-H2O電解質的電導率影響很大，水的含量越高，電導率越高。當水含量為70％時，δ達到0.1458S·cm-1。A

3、SPE的室溫離子電導率也隨著KOH含量的變化而變化，在較低的KOH濃度下，電解質膜的電導率隨著KOH含量的增加而明顯增大；當KOH溶液的濃度達到一定程度即w(KOH)：w(PVA)=2：1后，電導率隨KOH含量的增加較小。按此趨勢推測：隨著KOH的含量繼續(xù)增大，體系的電導率將會減小。XRD結果表明：KOH的摻入，使PVA的結構發(fā)生了由晶型向無定型的轉變，當KOH的含量增加到一定值時，會出現(xiàn)大量未電離的非晶態(tài)KOH，使離子電導率下降。DS

4、C分析結果表明：隨著KOH含量的增加，KOH與PVA之間的相互作用逐漸增大，當w(KOH)：w(PVA)=3：1時，電解質膜中基本上沒有PVA晶態(tài)的存在。這對聚合物電解質電導率的提高有好處。循環(huán)伏安(CV)曲線表明PVA-KOH-H2O體系有較寬的電化學穩(wěn)定窗口，約為1.6V，對于一般的電池基本上能滿足要求。
　　 以本實驗制備的空氣電極和ASPE薄膜為電解質，進行電化學制氧。通過改變電解質中KOH和PVA的比例，對電池作極化曲