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尿素/过硫酸钠纸基微流体燃料电池产电特性

Electricity Generation Characteristics of Urea/Sodium Persulfate Paper-based Microfluidic Fuel Cells

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本文提出一种尿素/过硫酸钠完全被动式纸基微流体燃料电池,通过方波电流法将非贵金属镍催化剂电沉积到碳纸上制备阳极,阴极无需催化剂负载,电池成本大大降低.在不同结构及燃料、氧化剂、电解液浓度下测试了电池性能,结果表明,双层纸结构能大幅提高反应物流速,强化反应物传质,提高性能;电池在电极间距为6 mm、燃料浓度为0.3mol·L-1、氧化剂和电解液浓度均为1.0 mol·L-1时,峰值功率密度和极限电流密度分别为5.9 mW·cm-2和23.5 mA·cm-2,且运行稳定性较好.
In this paper,a completely passive paper-based microfluidic fuel cell using urea/sodium persulfate is proposed.Non-noble metal nickel catalysts are electrodeposited on carbon paper by square-wave current method to prepare the anode.The cathode requires no catalyst and the fuel cell cost is greatly reduced.The cell performance is tested under different structures and concen-trations of fuel,oxidant and electrolyte.The results show that the double-layer paper structure can greatly improve the flow rate of reactants,strengthen the mass transfer of reactants,and improve the performance.When the electrode spacing is 6 mm,the fuel concentration is 0.3 mol·L-1,and the oxidant and electrolyte concentrations are 1.0 mol·L-1,the peak power density and limit current density of the fuel cell are 5.9 mW·cm-2 and 23.5 mA·cm-2,respectively.Moreover,good operation stability is also achieved.

urea/sodium persulfatepaper-based microfluidic fuel cellsperformancestability

陈曦、叶丁丁、朱恂、杨扬、兰巧、陈蓉、廖强

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重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030

重庆大学能源与动力工程学院工程热物理研究所,重庆 400030

尿素/过硫酸钠 纸基微流体燃料电池 性能 稳定性

国家自然科学基金创新研究群体项目重庆市自然科学基金面上项目重庆英才计划重庆英才计划中央高校基本科研业务经费项目

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2024

工程热物理学报
中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所

工程热物理学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.4
ISSN：0253-231X
年,卷(期)：2024.45(2)
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