美国PolyFuel公司开发新型燃料电池用电解质膜

生产燃料电池用电解质膜的美国PolyFuel公司开发出输出功率为业界最高的钝化型直接甲醇燃料电池用薄膜电解质膜。厚度为45μm的新碳氢电解质膜的输出功率比业界最高的62μm的电解质膜高33％。性能的提高得益于电解质膜的电阻降低，且空气极生成的水可返回到燃料极，使水的逆扩散增加。PolyFuel公司称，普通45μm厚的电解质膜在40℃的最大输出功率为60mW／cm^2，而新的45μm厚的电解质膜可提高到80mW／cm^2。另外，甲醇渗透在开路电压（OCV）下，1m^2在57mA以下，比62μm的电解质膜稍高一点，比氟电解质膜低得多。该电解质膜适用于使用高浓度甲醇的钝化型燃料电池系统。     

质子导体固体氧化物燃料电池的PrBa0.5Sr0.5Cu2O6-δ复合阴极材料

采用柠檬酸盐燃烧法制备了无钴双钙钛矿氧化物PrBa_(0.5)Sr_(0.5)Cu_2O_(6-δ)(PBSC)粉体,探究其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H-SOFCs)阴极材料的可行性。研究了它与质子导体电解质BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3-δ)(BZCY)之间的化学相容性,分析了单相阴极PBSC、复合阴极PBSC-BZCY与电解质之间的热匹配性,并测试了单电池的电化学性能。结果发现,以PBSC为阴极、NiO-BZCY为阳极、BZCY为电解质的单电池在750℃时的最大功率密度为230 mW·cm~(-2),表明PBSC可作为H-SOFCs的阴极材料。而以PBSC-BZCY为阴极的单电池在750℃时的最大功率密度高达669 mW·cm~(-2)。复合阴极电池性能的大幅提高主要与阴极反应从单相阴极/电解质界面扩展到复合阴极电池的整个阴极区域,大幅降低电池电阻有关。PBSC-BZCY复合阴极在H-SOFCs中的应用具有较好的前景。     

类金刚石薄膜作为阴极阵列的场发射显示器研制

采用真空磁过滤弧沉积（FAD）的方法制备的金刚石（DLC）薄膜具有良好的场发射性能。通过离子束技术和微细加工技术可以实现DLC薄膜的图形化并能大大提高薄膜的场发射性能。测试表明，DLC薄膜孔洞阵列具有很好的电子场发射性能，阈值电场达到了2.1V/μm，当场强为14.3V/μm时，电流密度达到了1.23mA/cm^2。利用图形化的DLC薄膜作为阴极，设计和制作了矩阵选址单色场发射显示器（FED）样管。     

H2S源铈基固体氧化物燃料电池电化学性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备出（CeO2）1-2x（Sm2O3）x固体电解质（简记作SDC）薄膜,以Ni-SDC、Ag分别作为固体氧化物燃料电池阳、阴极。在中温（650～750℃）条件下,该燃料电池对含H2S有害气体的脱除率最高可达到45％。在电流密度-电压（电功率密度）特性曲线中,当Sm：Ce=2：8时,作为氢源的H2S气体可使电池的开路电压为0．59V,电功率密度最高达到6．2mW／cm^2。Ni-SDC可作为H2S-O2此类燃料电池的阳极替代材料。     

环境对自呼吸式MEMS微型H2/空气质子交换膜燃料电池的影响

利用MEMS技术制备了一种自呼吸式微质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用点蛇混合结构,阴极采用双层镂空微流场结构,阴极靠近膜电极侧微孔尺寸从5～50m不等。鉴于自呼吸式电池的性能受环境的影响很大,本文着重研究了环境湿度和温度对电池性能的影响。结果表明阴极微孔尺寸为11m和15m的电池孔径适度,在环境20℃、30%-70%RH时两电池的极限电流密度(Jmax)和峰值功率密度(Pmax)均表现出较高值,性能良好;阴极微孔尺寸为11m的电池在空气维持50%RH下,温度由10℃升到40℃时Pmax逐渐增大,增幅达14.9%;若不维持空气湿度而改变温度,则温度由10℃升高到40℃时Pmax先增大后减小,20℃时达最大。     

电泳法制备纳米金刚石场发射阴极

用电泳法制备了纳米金刚石场发射阴极，研究了不同热处理环境对场发射性能的影响．在气氛炉中热处理的样品其阈值场强为8．0V/μm，场发射电流密度在17．7V/μm场强下可达到1361aA/cm^2；而在真空环境中热处理样品的场发射特性与之相比有明显提高，其阈值场强为3．83V/Hm，场发射电流密度在9．44V/μm场强下可达到2801aA/cm^2。用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品表面的结构、成份及形貌进行分析，表明真空环境下的热处理，更有利于样品的电子发射．     

薄膜厚度对LiMn2O4薄膜性质的影响

采用溶液沉积法制备不同厚度的LiMn2O4薄膜，用x射线衍射及扫描电子显微镜检测和分析薄膜的物相及形貌；采用恒电流充放电及交流阻抗技术研究LiMn2O4薄膜的电化学性质。结果表明不同厚度的LiMn2O4薄膜均匀，晶粒大小相近，晶粒尺寸在20-50nm之间。当放电电流密度为100μA／cm^2时，不同厚度的LiMn2O4薄膜比容量相差不大，其值在42-47μAh／（cm^2．μm）之间。薄膜循环性能随着薄膜厚度的增加而变差，经50次循环后，薄膜每次循环的容量损失从0．18μm的0．012％升高到1．04μm的0．16％。电化学阻抗表明不同厚度的LiMn2O4薄膜的锂离子扩散系数差别不大，数量级为10^-11cm^2／s。     

流延法制备SOFC NiO/YSZ阳极的研究

流延法制备了SOFC NiO/YSZ阳极,比较了NiO(微米级)和NiO(纳米级)两种NiO,发现由NiO(纳米级)制备的电池在800℃最大放电功率密度257.1mW/cm2,而由NiO(微米级)制备的电池相同条件下仅为124.9mW/cm2,原因在于NiO(纳米级)粒径小,制备的阳极三相反应区大.NiO(纳米级)经700℃煅烧后制备的电池最大功率密度增加到369.0mW/cm2,而 800℃和900℃煅烧时减少到169.5和159.0mW/cm2,因为700℃煅烧增加了NiO的活性,而800和900℃煅烧的NiO粒径增大到1.35μm,制备的阳极减小了反应活性区.YSZ在1200℃煅烧后,粒径从0.2μm增加到34μm,由于YSZ粒径远大于NiO,导致NiO之间接触不良,制备的电池性能下降到120.0mW/cm2,继续球磨12h后,YSZ粒径减小到0.70μm,NiO和YSZ之间分布均匀,制备的电池放电功率密度提高到447.9mW/cm2.     

碳纳米管／二氧化硅复合材料制备及场发射特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了碳纳米管／二氧化硅复合材料，并对复合材料的场发射特性进行了研究，结果表明：复合材料有很好的场发射特性，含有10％（质量分数）CNTs的复合材料开启场较低（0．98V／μm）。研究了用稀HF溶液处理复合材料表面后场发射性能，发现场发射性能明显改善，开启场由0．98V／μm下降到0．73V／μm，发射电流为1mA／cm^2时的电场由2．1V／μm下降到1．0V／ μm。研究表明碳纳米管／二氧化硅复合材料非常适用于场发射平面显示器中的阴极。     

SOFC阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_(3-δ)的甘氨酸-硝酸盐法合成与表征

通过甘氨酸-硝酸盐法制备出均质纳米粉体La0.6Sr0.4CoO3-δ(LSC),并采用TGA、XRD、BET和SEM等手段进行了表征;同时研究了600～800℃以LSC为阴极材料的单电池的输出性能。结果表明,产物在800℃时已形成钙钛矿相,且具有较高的比表面积,950℃为最佳烧结温度,可获得纳米级多孔显微结构,所得单电池输出性能显著提高;当电压为0.7V时,电池功率密度增幅随温度增加非常明显。     

中温固体氧化物燃料电池复合阴极研究进展

提高阴极的性能对固体氧化物燃料电池（SOFC）在中低温下的应用至关重要。这是因为随着固体氧化物燃料电池工作温度的降低，阴极／电解质界面电阻迅速增大，成为限制SOFC性能的主要因素。本文综述了中温固体氧化物燃料电池复合阴极的研究现状，从加入贵金属类材料来提高阴极的催化活性和加入电解质或做成多层电极以改善电极微结构等方面进行了阐述，并应用电极反应动力学、三相界面理论等，初步探讨了影响复合阴极的因素和机理。     

场致发射阴极材料的研究与进展

场致发射显示器是一种新型的具有竞争力的平板显示器,场致发射阴极是场致发射显示器的重要组成部分.介绍了各种场致发射阴极材料及其特性,分析了场致发射机理及各种场致发射阴极材料最新进展,并简单讨论了场致发射材料国内外开发应用研究现状及差距.     

浸渍阴极的真空预处理技术

本文总结了用于真空微波电子器件的浸渍阴极的蒸发规律,通过分析提出了浸渍阴极预处理工艺,建立了超高真空装置.在超高真空环境下,将浸渍阴极灯丝加热,使阴极温度升高到1100～1200℃,保持1～200h(温度和时间依不同微波管型而定).预处理工艺解决了浸渍阴极发射与蒸发的矛盾,现已建立数十台、几十个工位的浸渍阴极预处理设备...     

Comparison of some metrological characteristics of hot and cold cathode ionisation gauges

Five commercial vacuum gauges, including three hot cathode gauges and two inverted magnetrons, were tested against a primary high-vacuum standard over the range 10⁻⁷–10⁻³ Pa with gases of N₂, Ar, He and H₂. In a continuous observation for 72 h, hot cathode gauges had better stabilities than inverted magnetrons in N₂, Ar and He, but all gauges behaved similarly in H₂. Repeated calibrations over a period of about 6 months showed that all gauges had similar stabilities in N₂, Ar and He. For H₂, however, the stability of the inverted magnetrons was better than that of the hot cathode gauges. For different gases, the discontinuities of the inverted magnetrons occurred at different pressures. For the hot cathode gauges the changes in relative sensitivities with pressure were small in a wide pressure range, but for the inverted magnetron gauges the changes were strongly pressure dependent. The starting times of the inverted magnetrons varied with pressures, gases and ionisation sources in the system. For the inverted magnetrons, the outgassing rates were much lower than that of the hot cathode gauges, but their pumping speeds were similar to that of a hot cathode gauge with an emission current of 10 mA. Some reasons, which influenced the metrological characteristics of the gauges tested, are also discussed.     

Hf栅极栅电子发射的研究

栅发射在栅控行波管及速调管中是较为普遍的现象,为了降低栅发射,通常采用高功函数金属作为栅极或在栅极表面沉积高功函数物质或沉积能与蒸散到栅极上的活性物质反应形成高功函数化合物的金属。本文直接采用纯金属Hf作为栅极,与普通Mo栅极对比,研究了Hf栅极在模拟电子管中管子激活前、阴极激活后栅发射的情况,并对氧化物阴极加速寿命中栅发射情况进行测试分析。结果表明:在阴极激活前后及寿命过程中,纯Hf栅极具有较小的栅发射电流。     

中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效的能量转化装置,其成功应用将有效地节约能源和降低能源利用过程中环境污染物的排放。低温化可加快SOFCs商品化的步伐,而其关键在于开发高性能的阴极材料。综述了近年来在中低温SOFCs阴极材料方面的研究进展,其中包括ABO3型阴极材料、A2BO4型阴极材料、AA1B2O5型阴极材料及复合阴极材料,指出了各种材料的优缺点及SOFCs阴极材料的发展趋势。     

电离规的新进展

介绍了传统热阴极电离规和冷阴极电离规的发展历程和研究现状、新型场发射阴极(微尖型阴极和碳纳米管阴极)在电离规中的应用、小型化电离规的发展和国内在超高/极高真空电离规研究方面取得的成果和现状。重点回顾了碳纳米管阴极电离规和小型化电离规在近年来取得的重大成就。由于碳纳米管具有长径比大、曲率半径小、机械特性强、导电性好和优异的场发射特性,使得其作为电离规阴极有望解决传统冷阴极电离规在低压下不能放电的困难和传统热阴极电离规的热出气效应,从而为极高真空测量提供一种解决途径。     

Preparation and performance analysis of barium dispenser cathodes

The intercorrelation of aluminate properties, such as structure, component and metal Os film coating with electron emission capability and longevity of Ba dispenser cathodes, has been investigated. It is shown that reactants react completely and the percentage of tribarium aluminates is larger in the normal environment, and that at 1723 K the pulse of cathode impregnated in the above aluminates is larger. Aluminates sintered under the normal environment constitute the multiphase formation, but aluminates sintered under the special environment with Ar gas injection compose the single-phase formation by means of X-ray diffraction (XRD). Both the surface and the fracture surface of cathode are full of aluminates evenly distributed by using Sirion 200 superhigh resolving power field emission scanning electron microscope (SEM). The emission current density of cathode-impregnated aluminates sintered in the special environment with Ar gas injection is larger than that in the common environment by the analysis of diode experiments. The emission capability of Os-coated cathode prepared by laser ablation deposition (LAD), which has good characteristics of low temperature is higher, than that without metal film coating cathodes.     

钨阴极材料及其研究进展

介绍了钨阴极材料的种类,性能特点,应用,并对各种钨阴极材料进行了评述,总结了钨阴极材料研究中丰在的主要问题和研究进展,提出了对钨阴极材料进一步研究和开发的建议。     

热阴极与冷阴极电离规稳定性的比较研究

电离规作为参考标准或副标准时,稳定性尤为重要。通常在校准服务中,只有热阴极电离规用作参考标准或副标准,不采用冷阴极电离规的传统原因是冷阴极电离规的非连续性、低压力下放电延迟效应以及它的不稳定性等。尽管现代反磁控型冷阴极电离规被认为解决了这些问题,但没有足够的数据来证明这些特性。作者介绍了对3个热阴极电离规和2个反磁控型冷阴极电离规的校准结果,校准采用的是高真空基础标准,校准范围为10-7～10-3Pa,校准气体包括N2、Ar、He和H2。在1×10-4Pa恒定压力下连续72h观测中,热阴极电离规在N2、Ar和He中的稳定性优于反磁控规,但在H2中所有规的稳定性相似。在6个月的重复校准中,所有规在N2、Ar和He中的长期稳定性相似,但在H2中反磁控规的长期稳定性优于热阴极电离规。对于不同的气体,反磁控规的非连续性出现在不同的压力点,反磁控规的非连续性使校准工作变得更为复杂。