基于Pt/C/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器的研究

发布时间：2022-10-10 18:32

　　为了检测大气环境以及燃料电池氢燃料中存在的微量CO,本文研究了一种基于Pt/C/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器。该传感器工作于室温,功耗低,线性好,精度高,环保无污染,稳定性佳。传感器核心结构为膜电极,其主要由Pt/C敏感电极材料和Nafion膜组成。在膜电极中,敏感电极材料决定了传感器的性能,而制备敏感电极材料的两个关键因素为分散剂组成及敏感电极碳担载材料种类。分散剂的组成影响反应气体的扩散及水的输运;敏感电极碳担载材料影响CO化学反应的速率及质子和电子的传导速率。因此,本文主要分为两个主要研究内容:1、研究分散剂对于燃料电池型CO传感器敏感特性的影响。以质量分数为50%的铂/导电炭黑作为敏感电极材料,分别采用正硅酸四乙酯（TEOS）、乙二醇（EG）、甘油（Glycerol）和乙二醇/聚四氟乙烯分散液（EG/PTFE）配置分散剂来制备膜电极。利用OM和SEM对四种膜电极进行表征,其中采用EG配置分散剂时,膜电极具有最佳的表面质量,得到的传感器对1-200 ppm CO的灵敏度最大,为0.088μA/ppm,对50 ppm CO的响应恢复时间分别为22和24 s。另外,该传... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 一氧化碳的危害
    1.2 CO传感器简介
    1.3 基于Pt/C/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器介绍
    1.4 Pt/C/Nafion敏感电极的研究现状
    1.5 本论文的主要工作
第二章 分散剂对基于Pt/C/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器性能影响
    2.1 实验药品及仪器
    2.2 Pt/C敏感电极材料的制备和表征
        2.2.1 Pt/C敏感电极材料的制备
        2.2.2 Pt/C敏感电极材料的表征
    2.3 膜电极的制备和表征
        2.3.1 膜电极的制备
        2.3.2 膜电极的表征
    2.4 传感器制作及气敏特性研究
    2.5 小结
第三章 碳材料对基于Pt/C/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器性能影响
    3.1 实验药品及仪器
    3.2 Pt/C敏感材料的制备和表征
        3.2.1 Pt/C敏感材料的制备
        3.2.2 Pt/C敏感材料的表征
    3.3 膜电极的制作和表征
        3.3.1 膜电极的制作
        3.3.2 膜电极的表征
    3.4 传感器的制作和性能研究
    3.5 基于Pt/CFs/Nafion敏感电极的燃料电池型CO传感器性能的研究
    3.6 小结
第四章 结论
参考文献
作者简介及发表论文
致谢



本文编号：3690134