催化剂功能化用于通过中继热电催化提高氨基质子陶燃料电池的性能
Huihuang Fang1,2, Zefeng Wang1, Jiangping Chen1
1National Engineering Research Center of Chemical Fertilizer Catalyst (NERC-CFC) School of Chemical Engineering Fuzhou University Fuzhou Fujian China.
研究人员使用继电热电催化策略增强了直接氨质子陶燃料电池 (NH3-PCFCs). 这种方法通过促进氨分解和氧化来提高性能,从而导致更高的功率密度以获得更清洁的能源.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 直接氨质子陶燃料电池 (NH3-PCFCs) 在中间温度 (400°C-600°C) 下为氨转化为电力提供了一个有前途的途径.
- 然而,NH3-PCFCs由于反应动力学缓慢而面临挑战,包括氨氧化,分解 (ADR) 和氧化 (HOR),导致高超电位和低电流密度.
研究的目的:
- 通过采用继电热电催化策略来提高NH3-PCFC的性能.
- 调查催化剂功能化在提高NH3-PCFC效率和功率输出方面的有效性.
主要方法:
- 合成了一个功能化的催化剂Ru/CZ4,以实现继电热电催化策略.
- 实施了一个系统,其中氨首先在催化层经历ADR,然后继续到HOR的阳极.
- 使用裸体电池和使用H2和NH3燃料的功能化电池进行了比较性性能测试.
主要成果:
- Ru/CZ4功能化的电池实现了H2的峰值功率密度 (PPD) 为615mW cm-2和NH3.2的576mW cm-2.
- 这些结果代表了与裸体电池相比的1.8倍和2.0倍的增加 (327mWcm−2为H2,283mWcm−2为NH3).
- 氨与的PPD比率达到93.7%,在两种燃料类型中表现出色.
结论:
- 继电热电催化策略显著提高了NH3-PCFC的性能.
- 催化剂功能化,如Ru/CZ4所示,是优化NH3-PCFCs的一个可行的方法.
- 这项研究为设计和改进使用氨等富含的燃料的固体氧化物燃料电池提供了宝贵的见解.
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