电化学（中英文）

燃料电池技术发展现状与展望

侯明, 衣宝廉

2012, 18(1): 1-13. doi:10.61558/2993-074X.2872

摘要 ( 5743 )

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燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置，近年来得到国内外普遍重视.本文详细阐述了燃料电池的近期研究进展与未来面临的挑战及发展方向。燃料电池在宇宙飞船、航天飞机、潜艇动力源已经得到应用；在汽车、电站及便携式电源等民用领域展现了成功的示范，但低成本、长寿命仍然是商业化面临的瓶颈问题.未来我国应大力推进燃料电池在水下潜器、航天飞行器等特殊领域的应用，解决高可靠性与安全性及环境适应性等关键问题；同时，在民用领域要实现燃料电池寿命与成本兼顾，从材料、部件及系统等3个层次深入技术改进与创新，尽快推进燃料电池的商业化.

锂空气电池空气电极LiCoO2电催化性能研究

高军, 武巍, 田艳艳, 杨勇

2012, 18(1): 14-17. doi:10.61558/2993-074X.2873

摘要 ( 2866 )

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自设计建立锂空气电池实验装置，研究以掺入LiCoO2做为电催化剂的空气正极的电化学性能及其放电前后催化剂结构的变化. 循环伏安、XRD、及充放电测试等表明，LiCoO2能够很大程度地改善空气电极的放电性能. 尤其是在放电前，将掺有LiCoO2的空气正极充电至4.1V，此时LiCoO2的Co元素呈现较高的价态（Co3+/Co4+），催化作用因此更加显著.

有机模板剂辅助喷雾干燥法制备LiFePO4/C正极材料及其电化学性能研究

刘全兵, 蒋阳梅, 宋慧宇, 廖世军

2012, 18(1): 18-23. doi:10.61558/2993-074X.2874

摘要 ( 4155 )

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采用有机物辅助模板剂，经喷雾干燥制得LiFePO4/C复合正极材料，考察了不同模板剂对材料的形貌和性能的影响。采用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜(SEM)表征与观察样品，采用交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试电极性能。结果表明：样品形貌和结构可通过添加不同有机模板剂来调变，无模板剂时得到的样品是光滑实心球，聚乙烯醇(PVA)、柠檬酸和葡萄糖有机模板机可制得纳米颗粒团聚成的均匀微米球形、多孔球形和鸟巢状样品。其中以PVA为辅助模板剂制得的LiFePO4/C电极，其电荷转移电阻和比容量都较最优异。该样品在0.1 C和5 C倍率下放电比容量分别达156.7和92.1 mAh g-1，并呈现出的大倍率充放电平台及优良的倍率循环性能。

海水超级电容溶解氧电池

徐海波, 芦永红, 张伟, 于砚廷, 严川伟, 孙亚萍, 钟莲, 刘建国, 郑轶, 韩冰, 王永良

2012, 18(1): 24-30. doi:10.61558/2993-074X.2875

摘要 ( 4307 )

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以氧化处理的碳纤维刷（Carbon fibre brush，CFB）作阴极材料，提出海水超级电容溶解氧电池（Seawater battery with electrochemical capacitance, SWB-EC）概念，并制造了3台联用实海测试样机. 分别由循环伏安和稳态恒流放电方法研究了氧化处理前后的CFB和镁合金牺牲阳极的放电性能. 结果表明：氧化处理的CFB具有准电容特性，在动态海水中其氧阴极还原反应（Oxygen reduction reaction, ORR）活性比未处理的CFB有大幅度提高；镁合金牺牲阳极的开路电位为-1.74 V，工作电位高，溶解较均匀. 用以上阴、阳极材料制成3台联用样机作连续实海放电测试，经运行2个月，相关实验数据分析表明：与商品化海水电池SWB1200初步相比，该海水超级电容溶解氧电池具有更高的体积比功率密度.

复合材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3的合成及电化学性能(英文)

马平平, 刘志坚, 夏建华, 陈宇, 胡朴, 卢志超, 夏定国

2012, 18(1): 31-36. doi:10.61558/2993-074X.2876

摘要 ( 3949 )

PDF (2389KB) ( 1658 )

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采用固相法合成了不同比例的xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3 复合物. 利用XRD、SEM和电化学测试仪等分析方法表征了所有样品的特性. 结果表明，样品0.95LiFePO4·0.05Li3V2(PO4)3 以0.2 C的充放电倍率放电时具有162.7 mAh/g的电化学容量，同时该样品表现出了较其它样品更优异的循环稳定性和更良好的导电性能，不同倍率下循环60周后，其容量保持率高达98.7%. 颗粒细小的尺寸和均一的分布使得样品0.95LiFePO4?0.05Li3V2(PO4)3具有良好的电化学性能.

锂离子电池MnO/TiN负极研究

许高洁, 杨海燕, 韩鹏献, 张立学, 张克军, 张传健, 范玉华, 毕彩丰, 崔光磊

2012, 18(1): 37-42. doi:10.61558/2993-074X.2877

摘要 ( 3777 )

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以乙酸锰和钛酸四丁酯为原料，柠檬酸为络合剂，采用溶胶-凝胶法制备钛酸锰（MnTiO3）粉体，而后将其粉体高温氨气氮化，可得到MnO/TiN复合材料. 使用X射线衍射（XRD）、X射线能量色散谱（EDS）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征材料的物相结构与组分、观察其形貌. 采用循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗方法测试电极电化学性能. 结果表明，MnO/TiN电极在100 mA?g-1和1 A?g-1倍率放电下，比容量分别为394 mAh?g-1和146 mAh?g-1，均高于单纯MnO电极比容量和倍率性能，这归因于复合材料中的TiN提供了导电网络，并有效地抑制了电极在充放电过程中的体积膨胀效应.

Fe(CN)63-/4-和细胞色素c电化学反应温度影响比较

汤儆, 杜琳, 肖孝建, 张宁

2012, 18(1): 43-50. doi:10.61558/2993-074X.2878

摘要 ( 3569 )

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应用整体升温的方法结合循环伏安和电位阶跃实验技术研究了温度对Fe(CN)63-/4-体系电化学反应的影响，计算不同温度下Fe(CN)63-和Fe(CN)64-的扩散系数D以及异相反应速率常数k0。实验发现，在Fe(CN)63-/4-体系中，Fe(CN)63-的扩散系数随着温度的升高而增大，而Fe(CN)64-的扩散系数则因受到Fe(CN)63-影响而出现相反的趋势。同时，异相反应速率常数也随温度升高而呈现下降趋势，推测这是由于电极表面生成了普鲁士蓝。由于细胞色素c的核心是血红素铁卟啉环，电子的得失都关联铁原子的氧化还原，与Fe(CN)63-/4-体系的电化学反应在一定程度上有其相似性，本文同时应用整体升温的方法研究了温度对细胞色素c电化学反应的影响，计算不同温度下细胞色素c的动力学参数，并与Fe(CN)63-/4-工作比较。

电化学制备有序聚苯胺纳米线阵列

高艳新, 孙丽超, 谢素原, 时康

2012, 18(1): 51-55. doi:10.61558/2993-074X.2879

摘要 ( 3620 )

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以有序碳纳米管阵列电极为基底电极，在硫酸或高氯酸溶液中，分别探明不同电化学聚合方法以及苯胺单体浓度对聚苯胺形貌的影响. 结果表明：采用循环伏安法无法制备出聚苯胺纳米线；而应用恒电位法虽可制得聚苯胺纳米线，但纳米线不能形成有序阵列；只有应用恒电流方法，并且以高浓度苯胺的高氯酸溶液作为聚合溶液，方能制得有序聚苯胺纳米线阵列.

(PhMgCl)2-AlCl3在混合醚溶剂中的电化学性能研究

王菲菲, 郭永胜, 杨军, 努丽燕娜, 王久林

2012, 18(1): 56-61. doi:10.61558/2993-074X.2880

摘要 ( 3352 )

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制备了全苯基有机铝镁盐(PhMgCl)2-AlCl3，研究以3种不同混合醚，即dimethoxyethane (DME)+THF、Diglyme (DG)+THF和Tetraglyme (TG)+THF作溶剂对全苯基有机铝镁盐在不同金属电极上的电化学性能的影响. 结果表明，和(PhMgCl)2-AlCl3/THF体系相比，(PhMgCl)2-AlCl3/DG+THF(3:2)仍具有较高的离子电导率（1.605×10-3 S?cm-1）、良好的可逆沉积镁特性及阳极抗氧化性能（电化学窗口大于2.8 V）. 且该DG+THF混合溶剂还可大幅降低电解液的饱和蒸汽压（由23.46 kPa降低到9.41 kPa），减少了电池使用过程电解液的挥发，从而提高了可充镁电池的安全性能. 比较Pt、Ni、Cu和Al等不同金属基质电极，发现Pt的电化学性能最好，而Al最差.

Ni/Ag2O/RuO2-Pt阴极制备与析氢性能

黄舒, 黎学明, 李武林, 王雯

2012, 18(1): 62-67. doi:10.61558/2993-074X.2881

摘要 ( 3295 )

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以三氯化钌、氯铂酸为源物质，用溶胶凝胶法制备Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极，研究了不同涂覆液AgNO3浓度和热处理温度对该阴极析氢性能的影响，采用SEM-EDS、XRD和XPS观察阴极的表面形貌、表征其组分. 结果表明，Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极表面致密、粗糙度大且裂纹少. 电化学测量表明在11 mol?L-1NaOH(90 oC)溶液、0.3 A?cm-2电流密度下，Ni/Ag2O/RuO2-Pt复合阴极的析氢电位比纯Ni电极正移484 mV；交换电流密度是纯Ni电极的10倍. 该阴极制备工艺简单，析氢活性高，有望降低氯碱工业的能耗.

吡虫啉电化学性能研究

王杰琼, 张旺, 陈铭, 刁国旺

2012, 18(1): 68-72. doi:10.61558/2993-074X.2882

摘要 ( 3546 )

PDF (1796KB) ( 1646 )

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应用循环伏安法研究了吡虫啉（IDP）在玻碳电极的电化学行为. 结果表明：IDP的还原反应是不可逆的，且受扩散控制，电子转移数4，扩散系数DR 2.44×10-6cm2?s-1，反应活化能Ed 9.33 kJ?mol-1.

绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa BTE-1直接电催化特征

周萍, 张恩仁, 周立, 刁国旺, 牛俊乐

2012, 18(1): 73-78. doi:10.61558/2993-074X.2883

摘要 ( 2962 )

PDF (2177KB) ( 1626 )

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本文研究厌氧条件下产电绿脓杆菌P. aeruginosa BTE-1的电化学催化特征。研究结果表明，P. aeruginosa BTE-1菌株在厌氧条件下，不能分泌可充当电子介体的绿脓菌素，但可通过在电极表面形成生物膜呈现了直接电催化性能。P. aeruginosa BTE-1在电极表面形成生物膜与其在特定电极电位下向电极传递电子的过程直接相关，适宜的电位为+0.2 V (vs. SCE)，电位过高可能会损害P. aeruginosa BTE-1细胞。室温范围内升高温度可增强P. aeruginosa BTE-1生物膜电催化活性，但过高的温度(>60℃)会抑制生物膜电催化活性。循环伏安曲线显示，在厌氧条件下形成的P. aeruginosa BTE-1生物膜，具有与典型产电菌株G. sulfurreducens相近的氧化还原电位(-0.4 V~ -0.2 V vs. SCE)。P. aeruginosa BTE-1生物膜可电催化酵母抽取物和葡萄糖，但不能电催化醋酸盐。

柠檬酸修饰(CA/GC)电极对抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的同时检测

张英, 任旺, 李敏娇

2012, 18(1): 79-83. doi:10.61558/2993-074X.2884

摘要 ( 5185 )

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研究柠檬酸(CA)修饰玻碳电极(CA/GC)在抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA) 和尿酸(UA)混合体系中的循环伏安(CV)行为．结果表明, AA、DA和UA在CA/GC电极上氧化峰电流增大且三者氧化峰电位能彼此分离(ΔEpDA,AA=170 mV, ΔEpDA,UA=130 mV, ΔEpAA,UA=300 mV), 据此可同时检测AA、DA和UA．在优化的实验条件下, AA、DA和UA的氧化峰电流与其浓度分别在2.0×10-6~1.5×10-3 mol?L-1, 6.0×10-7~1.0×10-3 mol?L-1, 6.0×10-7~1.0×10-3 mol?L-1范围内呈线性关系．该电极重现性好, 可用于盐酸多巴胺针剂中DA、VC片剂中AA及人尿液中UA的测定．

电化学浸渍法制备空间氢镍电池用镍电极的循环寿命研究

张海昌, 檀立新, 呙成, 明文成, 任学颖

2012, 18(1): 84-88. doi:10.61558/2993-074X.2885

摘要 ( 2907 )

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以空间储能电源4.5’镍极板为对象，研究了过充电、高倍率及极板孔径对电化学浸渍电极循环寿命的影响. 结果表明，5C过充电70%，电极初始容量为2.7Ah, 150次循环其容量逐渐下降，300次循环，其放电容量约为1.7Ah（保持率约63%）.5C无过充电，300次循环其容量保持率约100%，1000次循环，其容量仍保持率约76%.无过充电，极板孔径及小电流活化均可改善电极循环性能.

铁表面银纳米粒子自组装膜及其缓蚀性能的研究

张哲, 贾明子, 阮乐

2012, 18(1): 89-93. doi:10.61558/2993-074X.2886

摘要 ( 2891 )

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应用化学还原方法于水溶液中制备银纳米粒子，在十二烷基硫醇的保护下，将银纳米粒子从水相转移到了甲苯相，处理好的铁电极浸泡在含有十二烷基硫醇保护的银纳米粒子/甲苯溶液中，制得十二烷基硫醇/银纳米粒子自组装混合膜。电化学方法如交流阻抗谱（EIS）、极化曲线等研究该自组装膜在0.5 mol dm-3 H2SO4溶液中的缓蚀作用，XPS测试的吸收峰，证明了该自组装膜十二烷基硫醇和银纳米粒子之存在。

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