电化学固态电解质氢传感器的研究

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• 作者：王智瑛乔利杰宿彦京
• 会议时间：2007-10-01
• 关键词：氢传感器 ; 固态电解质 ; 质子交换膜燃料电池 ; 氢安全
• 作者单位：北京科技大学环境断裂教育部重点实验室,北京100083
• 母体文献：2007年全国氢脆与应力腐蚀及工程应用学术研讨会论文集
• 会议名称：2007年全国氢脆与应力腐蚀及工程应用学术研讨会
• 会议地点：四川江油
• 主办单位：中国腐蚀与防护学会
• 语种：chi

摘要

电化学氢传感器是将待测组分氢气在电极上的电催化反应转换成电信号,从而根据电信号的强弱得出氢气含量的一种测量装置。该装置内部核心部件是膜电极( Membrane Electrode Assembly ,简称MEA ) ,MEA类似三明治结构,中间为一层质子交换膜、膜两面夹两张多孔性的可导电的碳纸,在膜与碳纸的两边界面上夹有引发电化学反应的催化剂,如碳载铂催化剂。本文以经过预处理的质子交换膜Nafion为固态电解质膜,采用滴涂蒸发制备催化电极和热压成膜的方法研制了固态电解质燃料电池型氢气传感器。传感器组成为:空气(O2)∣质子交换膜 Nafion∣H2(在空气中)。传感器阳极为氢电极,氢气在此被氧化成质子H+,阴极为氧电极,空气中的氧被还原成OH-,然后H+通过电解质膜到达阴极与OH-结合成水从电池中排除,产生的电流则流过负载。考察了传感器电位响应值与氢气浓度之间的关系,通过测绘电位与氢气体积浓度曲线表征传感器性能,致力于研制稳定性好、灵敏度高、安装操作方便的低成本氢传感器,对氢的及时、定量检测,在氢能利用及安全检测方面起到积极作用。