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NaBH4-H2O2燃料电池(DBHPFC)是一种以硼氢化钠为燃料H2O2为氧化剂的新型直接液体燃料电池。硼氢化钠是含氢量很高的储氢材料,具有氧化动力学快,比能量高等优点;与气态的O2相比,液态的H2O2便于储存,体积比能量密度高。而且,以H2O2为氧化剂的DBHPFC不排放CO2气体,不仅隐蔽性好,也不会产生碳酸盐沉淀,很适合应用于水下电源。这些优点可以使NaBH4-H2O2燃料电池成为新一代空间电源、水下电源、无氧电源和下一代高能量密度的便携和移动电源。目前NaBH4-H2O2燃料电池的研究主要集中在电极材料的选择和制备。本文制备钙钛矿型氧化物La1-xSrxCoO3、Ag/C@TiO2、Pd C@TiO2和Pd-Ag/C@TiO2、Pt C/@TiO2、Au/C@TiO2电极,研究其对H2O2电还原和NaBH4电氧化反应的催化性能。分别使用XRD,SEM,TEM,EDS能谱分析等表征手段,以及循环伏安(CV),线性扫描(LSV),计时电流(CA)等电化学测试方法研究所制备电极的物理结构以及作为催化剂的电化学性质。通过实验得到如下结论:1.以溶胶凝胶法制备了La1-xSrxCoO3(x=0.2,0.4,0.6,0.8)电极。最佳焙烧温度为650℃。当电极电势为-0.4 V,H2O2浓度为0.6 mol·L-1时,La0.6Sr0.4CoO3电极对H2O2电还原的催化性能最佳,电流密度达到-123 mA·cm-2。2.利用高温热解丙酮与钛板反应,制备C@TiO2纳米线阵列。以此纳米线阵列为基体,分别沉积Ag、Pd,制备Ag/C@TiO2电极和Pd/C@TiO2电极。当NaOH浓度为1 mol·L-1时,Ag/C@TiO2电极催化H2O2电还原性能最好,H2O2的浓度越高,电极催化H2O2电还原反应的电流密度越高。Ag/C@TiO2催化H2O2还原性能的稳定性比较好,电流密度随着电压的负移而增大。当电解液中H2SO4浓度为2 mol·L-1时,Pd/C@TiO2电极催化H2O2电流密度最高,在电势为0.2V时,电流密度达到120 mA·cm-2;Pd/C@TiO2电极催化H2O2电还原反应的电流密度随着H2O2的浓度的升高而增大。3.通过热蒸发结合恒电位沉积法制备了具有核壳结构的不同Pd-Ag比例的Pd-Ag/C@TiO2电极。Pd-Ag(2:1)/C@TiO2电极的催化效果最好,在3mol·L-1NaOH和0.20mol·L-1NaBH4溶液中NaBH4的氧化电流密度可达到672 mA·cm-2。在电势为-0.1V,0.05mol·L-1NaBH4和3 mol·L-1NaOH电解液中电流密度可保持在210 mA·cm-2,在1200s测试时间内计时电流曲线衰减很小,说明Pd-Ag/C@TiO2电极对NaBH4电氧化具有很高的电化学活性和稳定性。4.制备C@TiO2纳米线阵列,以此纳米线阵列为基体电沉积纳米Pt,制备Pt/C@TiO2电极。电极在1mol·L-1NaOH+0.4 mol·L-1NaBH4溶液中,电势恒定为0V时,电流密度为545 mA·cm-2。在1000s测试时间内,工作电压为-0.6V时,对应的电流密度保持在131mA·cm-2,计时电流曲线衰减很小,表明Pt/C@TiO2电极对NaBH4电氧化具有很高的电化学活性和稳定性。5.通过在C@TiO2纳米线阵列基体上电沉积Au,制备3D结构的Au/C@TiO2电极。循环伏安法证明Au/C@TiO2电极对NaBH4电氧化反应具有较高的催化活性。计时电流法证明Au/C@TiO2电极有较好的稳定性。实验求得Au催化NaBH4电氧化反应转移电子数为6.2,可见NaBH4在Au电极上的电氧化反应具有较高的法拉第效率。