温度条件下光催化甲醇燃料电池的光电化学性质

• 作者: 卜德刚 张宇 洪梅 王宝鑫 宋溪明
• 来源期刊: 电子元件与材料
• 关键词: 光催化 燃料电池 半导体材料 温度 光电化学性质
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 新能源材料与器件专题|Special Subject
• 页码范围: 723-733
• 页数: 11页
• 分类号: O643.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.14106/j.cnki.1001-2028.2021.0070

摘要

采用双室带有质子交换膜和石英窗的H型电池,以甲醇为燃料,构建了ZnO、BiVO4、TiO2和TiO2/SrTiO3四种光阳极材料的光催化甲醇燃料电池.通过体系在不同温度下的间歇运行,应用线性扫描伏安、交流阻抗、极化曲线等电化学方法探究了温度对光催化甲醇燃料电池性能的影响.在低温条件下,光催化燃料电池依然有较好的光电化学输出特性,5℃体系中,ZnO光阳极在光照下的短路电流密度和输出功率密度可达0.91 mA/cm2和0.079 mW/cm2,分别是Pt电极的9倍和3倍,其性能高于利用Pt电极构建的质子交换膜燃料电池.此外,随着温度升高,阳极光催化活性逐渐增强,光电流密度提高,传荷阻抗降低,电池输出功率提高.研究结果表明,光催化甲醇燃料电池系统可以适应低温工作场景,在某些特殊环境具有应用价值.