Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Perborate như một loại nhiên liệu mới cho hiệu suất tăng cường của pin nhiên liệu không màng
Tóm tắt
Bài báo này trình bày sự phát triển của pin nhiên liệu không màng sử dụng natri perborate với điện phân axit/kiềm. Trong điện phân axit/kiềm, perborate vừa hoạt động như một chất oxy hóa vừa là chất khử. Natri perborate cung cấp hydro peroxide trong môi trường nước. Pin chuyển đổi năng lượng giải phóng từ sự phân hủy H2O2 với các ion H+ và OH− thành điện năng và tạo ra nước và oxy. Thiết kế mới này loại bỏ nhu cầu về một màng mà trong đó các điện phân axit và kiềm tiếp xúc với nhau. Tại nhiệt độ phòng, pin nhiên liệu không màng dựa trên dòng chảy laminar có thể đạt được mật độ công suất tối đa là 34 mW/cm2 với tỷ lệ mol [Perborate]/[NaOH] = 1 làm nhiên liệu và [Perborate]/[H2SO4] = 2 làm chất oxy hóa. Bài báo báo cáo lần đầu tiên việc sử dụng natri perborate như là chất oxy hóa và chất khử. Pin nhiên liệu phát triển không phát thải CO2, không có màng trao đổi proton, sử dụng chất xúc tác rẻ và có cấu trúc phẳng đơn giản, điều này cho phép tính linh hoạt thiết kế cao và dễ dàng tích hợp pin nhiên liệu quy mô vi mô vào các hệ thống vi lưu thực tế và các ứng dụng năng lượng di động.
Từ khóa
#pin nhiên liệu #natri perborate #điện phân axit/kiềm #hydro peroxide #năng lượng tái tạo #linh hoạt thiết kế #vi lưuTài liệu tham khảo
Larminie J, Dicks A (2003) Fuel cell systems explained, 2nd edn. Wiley, Chichester
Schmitz A, Tranitz M, Wagner S, Hahn R, Hebling C (2003) J Power Sources 118:162
Chen C, Li X, Wang T, Zhang X, Li J, Dong P, Zheng D, Xia B (2006) J Microelectromech Syst 15:1088
Kelley SC, Deluga GA, Smyrl WH (2000) Electrochem Solid State Lett 3:407
Kelley SC, Deluga GA, Smyrl WH (2002) AIChE J 48:1071
Ismagilov RF, Stroock AD, Kenis PJA, Whitesides GM, Stone HA (2000) Appl Phys Lett 76:2376
Kenis PJA, Ismagilov RF (1999) Whitesides GM Sci 285:83
Choban ER, Markoski LJ, Wieckowski A, Kenis PJA (2004) J Power Sources 128:54
Da Mota N, Finkelstein DA, Kirtland JD, Rodriguez CA, Stroock AD, Abruña HD (2012) J Am Chem Soc 134:6076
Falin C, Min-Hsing C, Chia-Wei H (2007) Electrochim Acta 52:7270
Cotton FA, Wilkinson G (1988) Advanced inorganic chemistry. Wiley Interscience, New York
Karunakaran C, Muthukumaran B (1995) Transit Met Chem 20:460
Shaegh SAM, Nguyen N-T, Ehteshami SMM, Chan SH (2012) Energy Environ Sci 5:8225
Dow EG, Bessette RR, Seeback GL, Marsh-Orndorff C, Meunier H, Van Z, Medeiros MG (1997) J Power Sources 65:207
Hasegawa S, Shimotani K, Kishi K, Watanabe H (2005) Electrochem Solid State Lett 8:A119
Ayato Y, Okada T, Yamazaki Y (2003) Electrochem (Tokyo, Jpn) 71:313
Choban ER, Spendelow JS, Gancs L, Wieckowski A, Kenis PJA (2005) Electrochim Acta 50:5390
Bazylak A, Sinton D, Djilali N (2005) J Power Sources 143:57
Maher MP, Pine J, Wright J, Tai Y (1999) J Neurosci Methods 87:45
Carrette L, Friedrich KA, Stimming U (2000) Chem Phys Chem 1:162
Eikerling M, Kornyshev AA, Kuznetsov AM, Ulstrup J, Walbran S (2001) J Phys Chem B 105:3646
Bard AJ, Parsons R, Jordan J (eds) (1985) Standard potentials in aqueous solution. Dekker, New York
Bockris JOM, Oldfield LF (1954) Trans Faraday Soc 51:249
Yoshitake T, Kimura H, Kuroshima S, Watanabe S, Shimakawa Y, Manako T, Nakamura S, Kubo Y (2002) Electrochem (Tokyo Jpn) 70:966
Jayashree RS, Gancs L, Choban ER, Primak A, Natarajan D, Markoski LJ, Kenis PJA (2005) J Am Chem Soc 127:16758
Wagman DD, Evans WH, Parker VB, Schumm RH, Halow I, Bailey SM, Churney KL, Nuttall RL (1982) J Phys Chem Ref Data 11:15 Suppl 2
Morse JD, Janlowski AF, Graff RT, Hayes JP (2000) J Vac Sci Technol A 18:2003
Yen TJ, Fang N, Zhang X, Lu GQ, Wang CY (2003) Appl Phys Lett 83:4056
Min KB, Tanaka S, Esashi M (2002) Electrochem (Tokyo Jpn) 70:924
Arun A, Gowdhamamoorthi M, Kiruthika S, Muthukumaran B (2013) Int J ChemTech Res 5(3):1152–1161
Arun A, Gowdhamamoorthi M, Kiruthika S, Muthukumaran B (2014) Analysis of membraneless methanol fuel cell using percarbonate as an oxidant. J Electrochem Soc 161(3):F1–F7