激光诱导石墨烯电极增强碳纳米管用于无膜微流体燃料电池

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:19
文章英文标题
Laser induced graphene electrodes enhanced with carbon nanotubes for membraneless microfluidic fuel cell
正文
激光诱导石墨烯( LIG )是最近发展起来的一种三维多孔材料,具有优异的性能,在制备上具有灵活性,可被各种应用所接受。在本工作中,已经提出了一种具有LIG电极的低成本微流控燃料电池。为此,本文对各种参数(流体浓度、催化剂种类和流量)进行了研究,以优化燃料电池的性能。采用CO2激光器在聚酰亚胺基片上制备了微流控燃料电池的LIG电极,将其集成到聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道中,采用常规的软刻方法研制。在此,LIG电极作为阳极和阴极,氧气(大气空气)作为氧化剂,甲酸和硫酸分别作为燃料和电解质在共层流下进行离子交换。进一步用各种催化剂材料对LIG电极进行改性,以增强燃料电池的性能。以Ag纳米油墨为优化催化剂研制的燃料电池,在24 mlhr-1的流速下,最大开路电位为740   mV,峰值电流为765.06  μAcm-2,功率密度为88.80  μWcm-2。
文章内容(英文)
Laser-induced graphene (LIG) is a recently explored three dimensional porous material with excellent properties offering flexibility in fabrication and acceptability for various applications. In the present work, a low-cost microfluidic fuel cell with LIG electrodes has been proposed. Herein, investigations on various parameters (fluid concentration, catalyst types, and flow rate) have been performed to optimize the performance of the fuel cell. The LIG electrodes of the microfluidic fuel cell have been fabricated using CO 2 laser on the polyimide substrate, which are integrated into polydimethylsiloxane (PDMS) microchannel, developed by a conventional soft-lithography method. Here, LIG electrodes served as anode and cathode, while oxygen (atmospheric air) as an oxidant, formic acid and sulphuric acid have been used as fuel and electrolyte respectively for conducting ionic exchange under co-laminar flow. The LIG electrodes were further modified with various catalyst materials to enhance the performance of the fuel cell. The developed fuel cell with Ag nano ink as an optimized catalyst provided a maximum open circuit potential of 740 mV, peak current of 765.06 μAcm −2 and power density of 88.80 μWcm −2 at a flow rate of 24 mlhr −1 .
来源出处
Journal|[J]Sustainable Energy Technologies and AssessmentsVolume 45, 2021.
DOI
https://doi.org/10.1016/J.SETA.2021.101176

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