Abstrakt

Kern-Schale-Struktur Nanomaterialien Ceroxid-Nickel katalysieren die Kohlenstoffoxidation in einer geschmolzenen Hydroxid-Direktkohlenstoff-Brennstoffzelle

  Herr Xiaofeng Li

 Die Brennstoffzelle mit geschmolzenem Hydroxid verwendet geschmolzenes Hydroxid (NaOH oder KOH) als Elektrolyt, das sich in einem Metallbehälter befindet, der auch als Kathode fungiert. Ein Kohlenstoffstab aus Graphit oder aus Kohle gewonnenem Kohlenstoff wird in den Elektrolyten getaucht und sowohl als Brennstoff als auch als Anode der Zelle verwendet. Ein solches System hat gegenüber dem geschmolzenen Karbonatelektrolyt (DCFC) eine Reihe von Vorteilen. Zu den Vorteilen der Verwendung von Natriumhydroxidelektrolyt gehören eine hohe Ionenleitfähigkeit (insbesondere in Verbindung mit Wasser) [1, 2], eine hohe Reaktivität gegenüber Kohlenstoff [3] und ein niedriger Schmelzpunkt [4]. Nanostrukturiertes Ceroxid-Nickel ist ein innovatives Katalysatorkonzept mit einer Konfiguration, die im Vergleich zu der eines herkömmlichen unterstützten Katalysators, der möglicherweise eine „Sushi“-artige Struktur hat, umgekehrt ist. Die Kohlenstoffoxidation soll effizient gefördert werden, indem die Nickel-Ceroxid-Grenzfläche maximiert wird, um Sauerstoffspezies zu aktivieren, der Kontakt zwischen Ceroxid und Kohlenstoff erhöht wird, um den Übertritt von aktivem Sauerstoff auf den Kohlenstoff über große Entfernungen zu erleichtern, und Nickel mit Ceroxidpartikeln bedeckt wird, um ein Sintern des Nickels zu verhindern. Der Nanokatalysator mit spezieller Struktur wurde mit Braunkohlepyrolysekohlenstoff vermischt, um die Oxidationsaktivität des anodischen Kohlenstoffbrennstoffs zu steigern, und die Mischung dient als anodischer Kohlenstoffbrennstoff für eine Direktkohlenstoffbrennstoffzelle mit geschmolzenem Hydroxid.