燃料电池用质子交换膜研究进展

简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术的商业化进程。     

燃料电池质子交换膜研究现状与展望

质子交换膜燃料电池是目前研究的热点之一，研究方向包括提高燃料电池效率、减少成本、提高耐久性等。作为质子交换膜燃料电池的核心部件，质子交换膜性能的好坏直接影响燃料电池的性能与寿命。文中首先概述了燃料电池质子交换膜的工作原理。随后，总结了燃料电池质子交换膜的分类，主要分为全氟磺酸质子交换膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜以及非氟化聚合物质子交换膜四大类，同时还简述了质子交换膜的制备工艺。最后，介绍了燃料电池质子交换膜的优化方案，主要包括有机/无机纳米复合质子交换膜、改进质子交换膜的骨架材料、调整质子交换膜的内部结构、机械增强型质子交换膜以及自增湿型质子交换膜。     

PEMFC膜电极三合一组件的制备方法

对质子交换膜燃料电池的核心部件———膜电极三合一 (MEA )进行了评述。分析结果表明 :目前质子交换膜燃料电池的催化剂利用率最多 30 %左右 ,膜电极三合一组件的结构并未达到最佳设计。需要研制新的电极组份 ,优化膜电极的结构设计 ,开发适于大规模生产的制备技术。     

质子交换膜燃料电池低温标准的研制

本文阐述了质子交换膜燃料电池中水含量对质子交换膜性能的影响;总结了目前质子交换膜燃料电池冷启动的方式及研究进展;介绍了我国目前《质子交换膜燃料电池低温特性测试方法》标准项目的研究内容。在此基础上,进一步阐述了我国《质子交换膜燃料电池低温特性测试方法》国际标准提案的研制情况。最后,提出了质子交换膜燃料电池低温标准研制的重要性。     

质子交换膜电导率的影响因素

质子交换膜是燃料电池的关键组件之一,其电导率直接影响燃料电池的电池性能。分别从微观和宏观的角度对影响质子交换膜电导率的因素作了全面系统的概述;重点讨论了测量方法、实验条件、电极处理以及成膜方式等外部因素对质子交换膜电导率的影响。     

质子交换膜燃料电池的热模拟

介绍了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的热问题模拟现状,根据研究问题的需要,对模拟相关的模型进行了描述,并应用计算机模拟技术对质子交换膜燃料电池进行了热模拟。从热源、温度场在质子交换膜燃料电池内部的分布情况以及电池性能等方面进行了分析和讨论,得出了结论:热源、温度在质子交换膜电池内部分布的不均匀性和不同电流密度情况下膜电极组件的温差。电池性能曲线与试验结果进行了比较,模拟与试验结果基本吻合。     

质子交换膜燃料电池电动自行车

报道了大连新源动力股份有限公司研制的质子交换膜燃料电池电动自行车的各项技术指标,以及电动自行车用常压空气质子交换膜燃料电池的膜电极组件和电池堆的性能。指出常压操作质子交换膜燃料电池应采用薄的电解质膜(如Nafion 112)以减小欧姆极化和促进膜内水平衡;在无增湿条件下,电池操作温度不应高于50 ℃,以防止膜内水蒸发引起燃料电池无法稳定工作;金属双极板和石墨双极板各有利弊,选用取决于电池堆产量和电极工作面积,金属板在批量生产条件下成本较低,在工作面积较大时散热比石墨双极板好。     

PEMFC关键组件的研究进展

膜电极和双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键组件。研究和开发新型的关键组件,是PEMFC实现产业化的必要条件。介绍了PEMFC关键组件的最新进展,讨论了各种材料和结构对电池性能的影响。     

质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展

介绍了国内外研究质子交换膜燃料电池的整体现状及水平 ,从电催化剂、膜电极及其制备工艺、质子交换膜以及双极板等几个方面 ,综述了质子交换膜燃料电池在材料及部件方面取得的成绩及研究现状 ,概述了质子交换膜燃料电池目前在电动车、船舶、移动电源等方面的应用情况。提出了我国质子交换膜燃料电池的发展方向     

微型直接甲醇燃料电池的研究进展

直接甲醇燃料电池以其高效、低温、结构简单、易于微型化等优点成为世界燃料电池研究的一个热点。讨论了微型直接甲醇燃料电池的一些关键技术,如电催化剂、质子交换膜以及膜电极组件。介绍了国内外微型直接甲醇燃料电池的研究进展;展望了这类电池的发展前景。     

无机-有机复合质子交换膜研究进展

质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件之一,它的发展对PEMFC的工业化进程具有十分重要的意义。无机-有机复合质子交换膜是质子交换膜发展的新方向。论文综述了共混法、溶胶-凝胶法、表面修饰法、原位聚合法、穿插法等制备无机-有机复合质子交换膜的方法,并对无机-有机复合膜未来的发展方向进行了展望。     

质子交换膜燃料电池设计与制作

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置,当外部持续供给燃料和氧化剂时,燃料电池可以连续发电。以小功率质子交换膜燃料电池为设计目标,介绍了燃料电池的工作原理,对双极板结构、膜电极、绝缘板、密封装置、散热装置、集流装置、电压调整功率模板等重要部件及质子交换膜燃料电池整体结构进行了设计。通过样机测试,参数达到了设计要求,并进一步讨论了设计要点。     

质子交换膜燃料电池模型研究进展Ⅰ.膜的模型、电极的模型和经验模型

数学模型是分析和优化燃料电池性能的有效工具,质子交换膜燃料电池的模型研究是其技术发展和创新中必不可少的重要工作。对质子交换膜燃料电池模型的研究情况进行了综述,分别介绍和分析了描述质子交换膜的模型,描述电池电极的模型和描述电池性能的经验模型,最后提出了在上述模型研究中须要解决的一些问题。     

质子交换膜中质子传递机理研究进展

质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要组成部分,质子交换膜的电导率与质子传递特性密切相关。分别对水分子和其他非水载体如杂环化合物等参与的质子传递机理的研究进展进行了综述,并介绍了新的实验测试方法以及分子模拟技术在质子传递机理研究中的应用。     

质子交换膜燃料电池发展现状

介绍了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的结构、组成和工作原理，叙述了不同质子交换膜的来源特点及导电性与膜参数的关系；对不同电极和电极催化剂性能作了评述；综述了目前几种氢的来源、优缺点及质子交换膜燃料电池有关问题的发展动向和前景。     

PEMFC空气膜增湿系统的性能

建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和膜增湿器一维性能分析模型,模拟了空气流量、压力和温度等条件对PEM FC及膜增湿器性能的影响,模拟结果与实验数据吻合良好.根据模型对PEMFC膜增湿系统的非稳态性能进行了预测.空气进气温度的动态响应特性对膜内水含量梯度的影响显著,对膜内水的扩散系数几乎无影响.     

质子交换膜燃料电池的建模与控制

针对目前PEMFC数学模型复杂难解和不能用于实际控制的弊端,综述了PEMFC系统建模,说明了PEMFC建模的发展趋势;分析了PEMFC控制的特点和发展趋势,从实时控制的工程角度出发,提出了PEMFC系统控制的新方案。     

燃料电池用高温质子交换膜研究进展

高温质子交换膜燃料电池由于有望克服散热效率低、环境适应性差（CO耐受性）等技术障碍,成为当今燃料电池发展的主要方向。然而,高温PEMFCs面临的技术挑战之一就是选择能够在高温下运行的质子交换膜材料。结合最近的文献报道,综述了高温质子交换膜的研究现状,分析了高温质子交换膜的发展前景。     

阳极气体杂质对PEM燃料电池性能的影响

气体中的杂质对燃料电池的毒化影响是阻碍质子交换膜燃料电池（PEMFC）商业化的主要原因之一。综述了阳极气体杂质（Co、CO2、H2S、NH3和各种碳氢化合物）对电池性能的影响,并进行了比较。研究表明,杂质对电池的影响与杂质浓度、电池温度、电流密度、毒化时间以及气体压力等因素有关。