氮/磷共掺杂生物质基氧还原催化剂的制备与阴极性能研究

• 作者: 高萌萌 李瑞松 成军 李思远 宋辉 张玉苍
• 来源期刊: 可再生能源
• 关键词: 榴莲壳 共掺杂 氧还原反应 微生物燃料电池
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 434-441
• 页数: 8页
• 分类号: TK6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-5292.2021.04.002

摘要

文章以废弃物榴莲壳作为原料,以(NH4)3PO4·3H2O作为掺杂源,同时引入N和P两种非金属元素,制备了N/P共掺杂氧还原催化剂.实验结果表明,当煅烧温度为900℃时,所得催化剂NPDC-900具有大量的介孔结构,比表面积可达到1264 m2/g,预测该催化剂具有较高的活性位点利用率和优异的传质效率.中性环境中的氧还原反应(ORR)测试表明,NPDC-900的半波电位为0.554 V,极限电流为5.91 mA/cm2,起始电位为0.988 V,与商业Pt/C的性能相近.此外,NPDC-900的电子转移数接近于4,ORR过程属于四电子转移途径.计时电流法测试表明,NPDC-900具有比Pt/C更优异的长期稳定性,在运行12000 s后,仍能保持其初始电流密度的96％.将NPDC-900应用于微生物燃料电池(MFC)时,MFC的最大功率密度为560.27±13 mW/m2,最大启动电压为0.40 V,使用效果与商业Pt/C相接近.