论文总字数：17051字

摘 要

在当今的世界中，能源是大家所面临的共同挑战。在过去的许多年里，围绕着能源产生了数不清的纠纷，人类越来越快的发展和地球上有限的化石燃料储备是不可调节的矛盾。因此人们只得将目光放向更多的其他的能源来源。

如何获取能源，并不只是我们考虑的唯一方面。近年来，生态和谐，绿色发展的理念逐步深入人心。人们不在愿意以破坏环境为代价，进行高速发展，环境的保护，可持续发展甚至被放到了首位。以往化石燃料的应用，已经给环境带来的很多问题，许多环境因此被改变了。化石燃料燃烧后，释放出温室气体，以及各种粉尘颗粒污染物进入大气层，开始在地球上循环。这些物质往往具有强烈的温室效应，带来的温度不仅仅影响了全球的气温，还会影响海洋内的热盐环流，影响大洋和大气运作的根本方式，极有可能带来巨大的气候突变，对人们的生活产生巨大的影响。

燃料电池便是最有希望解决新时代能源问题的方案之一，本文就是针对碱性氢氧燃料电池运行时会产生过氧化氢，对电池的寿命和使用造成影响。文中提出了使用二氧化锰微粒和传统的磺化聚醚醚酮相结合，制备二氧化锰/磺化聚醚醚酮薄膜来取代原有的质子交换膜，从而起到分解燃料电池运行产生的过氧化氢。

关键词：电解二氧化锰 磺化聚醚醚酮 燃料电池

Synthesis of manganese dioxide and its application in fuel cell

Abstract

In today's world, energy is the common challenge facing everyone. In the past many years, there have been countless disputes surrounding energy. So people have to focus on more other energy sources.

How to get energy is not the only aspect we consider. People are no longer willing to carry out high-speed development at the expense of the environment. In the past, the application of fossil fuels has caused many problems to the environment, and many environments have been changed. These substances often have a strong greenhouse effect, and the temperature brought about not only affects the global temperature, but also affects the thermohaline circulation in the ocean, affects the fundamental way of ocean and atmospheric operation, and it is very likely to bring huge climate mutations It has a huge impact on people's lives.

Fuel cells are one of the most promising solutions to the energy problems of the new era. This article is aimed at the generation of hydrogen peroxide when alkaline hydrogen-oxygen fuel cells are in operation, affecting the life and use of the battery. It is proposed to use manganese dioxide particles and traditional sulfonated polyether ether ketone to prepare manganese dioxide / sulfonated polyether ether ketone film to replace the original proton exchange membrane, so as to decompose the fuel cell hydrogen peroxide.

Keywords: electrolytic manganese dioxide, sulfonated polyetheretherketone, fuel cell

目录

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2燃料电池的概述 2

1.2.1燃料电池的发展历史 2

1.2.2 燃料电池的分类和运行原理 2

1.3直接甲醇燃料电池 4

1.4 质子交换膜 4

1.5二氧化锰的结构和合成 5

1.5.1二氧化锰的结构 5

1.5.2制备条件对电解二氧化锰的影响 6

1.5.3二氧化锰传导质子的机理 6

1.6实验目的和方法 6

第二章 实验材料和研究方法 8

2.1实验试剂 8

2.2实验仪器 8

2.3材料物理性能表征 9

2.3.1材料稳定性测试 9

2.3.2 扫描电子显微镜测试 9

2.4电化学性能测试 9

2.4.1质子电导率测试 9

第三章 二氧化锰/磺化聚醚醚酮膜 11

3.1 引言 11

3.2电解二氧化锰的电解制备 11

3.3二氧化锰/磺化聚醚醚酮膜的合成和性能 12

3.3.1 磺化聚醚醚酮薄膜的制备 12

3.3.2二氧化锰/磺化聚醚醚酮薄膜的制备 12

3.3.3表面微观形貌 13

3.3.3二氧化锰/磺化聚醚醚酮膜和磺化聚醚醚酮膜的稳定性比较 15

3.4二氧化猛掺杂磺化聚醚醚酮膜的电化学性质 16

3.4.1质子电导率率测试 16

第四章 结论与展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 21

1. 绪 论

1.1引言

在当今的世界中，能源是大家所面临的共同挑战。在过去的许多年里，围绕着能源产生了数不清的纠纷，人类越来越快的发展和地球上有限的化石燃料储备是不可调节的矛盾。因此人们只得将目光放向更多的其他的能源来源。如何获取能源，并不只是我们考虑的唯一方面。近年来，生态和谐，绿色发展的理念逐步深入人心。人们不在愿意以破坏环境为代价，进行高速发展，环境的保护，可持续发展甚至被放到了首位。以往化石燃料的应用，已经给环境带来的很多问题，许多环境因此被改变了。这些物质往往具有强烈的温室效应，带来的温度不仅仅影响了全球的气温，还会影响海洋内的热盐环流，影响大洋和大气运作的根本方式，极有可能带来巨大的气候突变^【1-3】。于是二氧化碳和其他温室气体开始受到各个国家的广泛关注，发现 65％的温室气体的产生，是因为传统化石燃料燃烧排放所致，在这些化石燃料中煤炭为 45％，石油为 35％，天然气为 20％。很多发达国家都采取了一系列的措施来改善环境问题^【4】。因此可以预见，在不太遥远的未来，现今以化石燃料为主的能源结构一定会被改变，取而代之的是多种不同种类的能源结构的，风电，水电，太阳能等等一系列百花齐放。当然人类也在探索一些更加持久，更加高效的能量来源，比如说核电站。当然核电站虽然能提供大量的电力，但是核电站位置对冷却用的水源有要求，同时也对安全要求很高。最关键的时可控核聚变的技术难关难以攻克，核反应的体型过大并且难以应用到民用方面。

因此寻早新的绿色的环保的能源来源是未来的必然趋势，许许多多的科学家，国家和组织早已经开始探索新的能源来源。而风电，太阳能发电，潮汐发电等等发电方式虽然环保，但是收到环境影响太大，不适合作为一个普及的能源方式。在许许多多的能源选择中，氢能因为不受地域，气候约束，来源广泛，清洁环保，无毒无害等一系列优势，成为非常有希望替代化石燃料的能源选择^【5-6】。氢气燃烧释放能量的唯一产物，就是水。而且氢气的比能量也远大于传统的碳氢燃料，约为碳氢燃料的2.75倍。虽然氢燃料的便携方法还没有诞生，但是氢燃料的应用方法--燃料电池技术，已经日渐走向成熟了^【7-8】。我们可以在军用，民用，航空航天等等一系列领域看到燃料电池.

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