Performance Characterization of a Hydrogen Peroxide Fuel Cell with Au-Electroplated Carbon Fiber Electrode

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October 20th, 2023

DOI :

10.3791/200552-v

October 20th, 2023

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Fenyang Zhu¹, Guoxiang Chen¹, Aleksei Kuzin¹^,², Dmitry A. Gorin², Brij Mohan³, Gaoshan Huang¹, Yongfeng Mei¹^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷, Alexander A. Solovev¹

¹Department of Materials Science & State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Fudan University, ²Center for Photonic Science and Engineering, Skolkovo Institute of Science and Technology, ³Centro de Quimica Estrutural, Institute of Molecular Sciences, Instituto Superior Tecnico, Universidade de Lisboa, ⁴Center for Biomedical Engineering, School of Information Science and Technology, Fudan University, ⁵International Institute of Intelligent Nanorobots and Nanosystems, Fudan University, ⁶Shanghai Frontiers Science Research Base of Intelligent Optoelectronics and Perception, Fudan University, ⁷Yiwu Research Institute of Fudan University

Trascrizione

Per iniziare, prepara due serie di soluzioni di perossido di idrogeno. Un set di soluzioni per gradiente di pH composto da 1 perossido di idrogeno molare a pH variabile mentre l'altro set per gradiente di concentrazione composto da concentrazioni variabili di perossido di idrogeno a pH 1. Per caratterizzare le prestazioni della cella a combustibile o dell'FC da parte della stazione elettrochimica o dell'ES, lavare prima gli elettrodi in schiuma di nichel e in tessuto di fibra di carbonio elettrolitico d'oro con acqua deionizzata due volte e metterli da parte.

Per ottenere il potenziale a circuito aperto o i dati OCP, utilizzare la schiuma di nichel sia come RE che CE e il panno in fibra di carbonio elettrolitico dorato come elettrodo di lavoro o WE. Successivamente, aggiungere l'appropriata soluzione di perossido di idrogeno precedentemente preparata nel becher di prova. Collegare gli elettrodi all'ES prima di accendere il sistema. Impostare il programma sul metodo del tempo potenziale a circuito aperto, il tempo di funzionamento su 400 secondi, l'intervallo di campionamento su 0,1 secondi, il limite E alto su 1 volt e il limite E basso su 1 volt.

Eseguire il programma per misurare i dati, dopodiché chiudere il programma. Per testare le prestazioni di uscita di FC in base ai dati OCP, impostare il programma su LSV, OCP come E iniziale e 0 volt è E finale, corrispondenti rispettivamente alle condizioni di circuito aperto e cortocircuito. Eseguire il programma per raccogliere i dati.

Una volta fatto, chiudi il programma. Lavare il becher e gli elettrodi prima di aggiungere altre soluzioni necessarie per test specifici. Al termine degli esperimenti, conservare gli elettrodi lavati in una scatola di vetro o plastica.

La durabilità OCP dell'FC ha determinato che diverse concentrazioni di perossido di idrogeno con un pH pari a 1 indicavano che, in tutti i casi, l'elettrodo poteva funzionare ininterrottamente per almeno 400 secondi senza degradazione significativa. Le prestazioni della FC sono risultate sensibili al pH della soluzione. In condizioni estremamente acide e basiche, la potenza erogata dall'FC era relativamente elevata.

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