单室固体氧化物燃料电池的研究进展

单室固体氧化物燃料电池是一种新的燃料电池。它是将燃料直接与空气混合,导入电池反应器,因而其构造更为简单。现今研究的重点在于提高电极材料在燃料 空气混合气中的选择性及阐明电极反应过程的机理,为开发适合单室燃料电池系统的电极和电解质材料提供理论基础。介绍了单室固体氧化物燃料电池的工作原理,概述了其发展历史和目前所取得的主要成果,讨论了其存在的主要问题以及今后的发展方向。     

燃料电池

介绍了一些主要类型燃料电池(碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物电解质燃料电池、离子交换膜燃料电池和直接氧化甲醇燃料电池)的新进展.讨论了它们可能的应用前景.     

固体氧化物燃料电池特性计算分析

固体氧化物燃料是一种利用电化学原理直接将存储于燃料和氧化剂中的化学能转换成电能的发电装置。具有清洁、高效、燃料灵活等独特优点,研究操作和结构参数对电池性能的影响具有重要意义。本文整理了燃料电池过电位的基本公式,并通过计算机进行了计算。在此基础上探讨研究电池材料性质、电池工作温度、电池燃料浓度变化等对电池特性的影响,加深了对固体氧化物燃料电池特性的认识,为优化电池性能与操作参数提供依据。     

燃料电池进展(上)

燃料电池因具有能量转换效率高、污染小的特点而得到广泛的重视。本文综述了燃料电池发展的历史和几类主要燃料电池:碱性燃料电池、酸性燃料电池、融熔碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池的研究和应用现状以及发展策略。本文特别介绍了甲醇直接氧化燃料电池研究的进展。     

燃料电池发电的研究现状与应用前景

概述了燃料电池发电的研究现状,对碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池的反应原理、发展过程及技术特点进行了详细介绍,并对燃料电池发电的应用前景进行了展望.     

我国燃料电池发展概况

燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高等。本文综述了我国燃料电池的发展概况。依燃料电池所用电解质的类型,分别讨论了碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池在我国的研究、开发与进展状况,并与国外燃料电池近年来的研究水平作了简单的比较。     

固体氧化物燃料电池关键材料的开发

在对固体氧化物燃料电池特点进行简述的基础上,重点就我所固体氧化物燃料电池研究与开发所取得的进展及所遇到的问题进行了讨论.在总结所取得科研成果的基础上,对我国固体氧化物燃料电池的研究与开发前景作了展望.     

质子交换膜燃料电池技术取得进展

在863计划电动汽车重大项目支持下,由中国科学院大连化学物理研究所承担的"下一代燃料电池系统研究与开发"课题取得突破。课题组开发了静电喷涂制备CCM型膜电极的制备工艺,在改善催化层效率的同时能有效降低铂用量。按电解质划分,燃料电池大致可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。在这些燃料电池中,质子交换     

燃料电池进展(下)

2.4 固体氧化物电解质燃料电池(SOFC) SOFC是类似于MCFC的高温燃料电池,但使用固体电解质。由于FOFC在1000℃左右工作,使它具有以下一些优点:(1)在那么高的温度下,所有燃料都会自动地进行内部重整并迅速地氧化成最终产物;(2)由于S工作在高温下,燃料中的杂质对其影响很小,比如燃气中若含50ppmH_2S,电池的电压只下降5％,且对电池本身没什么损害。即可以使用非经处理的燃气。(3)固体氧化物很稳定,在电池工作条件下不存在     

固体氧化物燃料电池的建模与动态仿真

仿真技术是研究固体氧化物燃料电池并加快其商业化开发周期的重要方法之一。基于固体氧化物燃料电池的基本原理,即综合考虑电池内部的质量平衡、能量平衡和电化学反应过程,运用Matlab/Simulink建立了固体氧化物燃料电池的集总模型。运用此模型仿真了当负载发生变化时,电池的温度和输出功率的动态响应情况。并对单电池模型引入了基于电流的控制策略,用以保证在负载发生变化时单电池的安全运行。仿真结果表明此类简单的控制策略并不能保证电池的正常工作温度和良好的负载追随性,因此在商业化开发类似控制系统时,必须对系统加以更为完善的控制。     

Co-planar type single chamber solid oxide fuel cell with micro-patterned electrodes

A co-planar type single chamber solid oxide fuel cell (SC-SOFC) with linearly patterned electrode structures on the same surface as the electrolyte has been fabricated by robo-dispensing method. Paste materials of NiO-SDC-Pd cermet and (La_0.7Sr_0.3)_0.95MnO₃ (LSM) were selectively deposited onto a substrate of yttria stablized zirconia (YSZ) by extrusion through a syringe nozzle. The dispensed pastes were solidified upon solvent evaporation, and the anode and the cathode were sintered at 1350^∘C for 2 h and 1200^∘C for 1h, respectively. We have fabricated SC-SOFCs that have a single electrode pair with varying anode-to-cathode distances and interdigitated patterned electrodes with 2, 4, and 8 multiple pairs. The electrode microstructures of the resulting cells were examined by SEM. The electrochemical performance of the SC-SOFCs was also analyzed using impedance spectroscopy and a DC source meter.     

硼氢化物直接氧化的二元催化剂研究进展

直接硼氢燃料电池(DBFC)是一种以NaBH4/KBH4碱性溶液为阳极燃料的新型燃料电池。催化剂的种类严重影响着硼氢化物的直接氧化。综述了近年来直接硼氢燃料电池(DBFC)阳极用Ni-Pt、Ni-Pd、Ag-Ni、Au-Co、Au-Pt等二元催化剂的研究现状。     

CeO2改性阴极扩散层对DMFC性能的影响

在常规的阴极扩散层中引入CeO2纳米粒子,通过扫描电镜(SEM)、接触角测试等表征了该扩散层的形貌、元素组成、亲水/疏水性。采用CeO2掺杂的扩散层组装了直接甲醇燃料电池(DMFC)单体电池并进行了性能测试,结果表明,与传统的阴极扩散层相比,该单体电池以2倍化学计量比空气进料,150 mA/cm2电流密度下,放电电压提高了24%。电池极化分析结果表明,该电池性能的改善可能是在低化学计量比空气进料条件下CeO2纳米粒子改善了氧的传质行为。     

基于搜寻者优化算法的燃料电池建模

基于连续空间群体智能的搜寻者优化算法(SOA),提出了一种新的优化燃料电池模型的方法,并将其用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的极化曲线模型.以得到最优参数.实验结果表明.这种优化建模方法使数学模型和实验数据之间达到了较高的拟合精度,对于优化建模具有明显的优越性.     

燃料电池电力变换器的低频纹波电流抑制策略

燃料电池电力变换器通常包括直 — 直及直 — 交2级变换器,而直 — 交变换器通常会产生2倍于输出频率的纹波电流并反向传播到燃料电池输出端。低频纹波电流会造成燃料电池系统的燃料浪费,减小电力变换器的输出能力,更重要的是减少燃料电池堆寿命,所以必须得到有效抑制。文中论述了燃料电池电力变换器纹波电流产生的机理及传播途径。在此基础上提出了一种能有效抑制电流纹波的新型控制器,并应用在一个1.2 kW的质子交换膜燃料电池电力变换器样机上。实验证明该控制器能有效抑制电流纹波产生,并实现了电力变换器的指令电流控制。     

复合式燃料电池供电系统

提出了一种新型的复合式燃料电池供电系统.它是由燃料电池、蓄电池、单向变换器、双向变换器和逆变器构成.根据燃料电池的特性,提出了复合式全桥三电平LLC谐振变换器和三电平Buck/Boost双向变换器分别作为系统的单向和双向变换器运用于系统中.该结构可以优化能量管理,在冷启动过程由蓄电池向负载供电,而燃料电池不供电,系统易于冷启动;在负载突变时,可由蓄电池提供或吸收动态能量,使得系统具有很好的动态特性;在过载时,燃料电池仅提供额定功率,而过载部分能量由蓄电池提供,燃料电池的功率等级只需按照系统额定功率进行配置,从而降低整个系统的成本.最后在实验室中完成了一个1kW复合式燃料电池供电系统,并对系统进行实验研究,以验证理论分析的正确性.     

EVI begins prototype DMFC stack development

Toronto-based Energy Visions Inc has begun development of its proprietary flowing-electrolyte direct methanol fuel cell (FE-DMFC) stack. Working with locally based Hibar Systems, EVI has commenced engineering refinement of its novel fuel cell stack design for its prototype hybrid FE-DMFC/rechargeable battery portable power supply.     

基于燃料电池的推挽正激变换器的控制研究

随着传统能源的耗竭，燃料电池作为一种新型无污染能源受到了广泛的研究。由于燃料电池自身输出电压变化范围大，要有效利用其变化的输出直流电，后级变换器的研制是个重要的环节。该文首先分析了燃料电池外特性较软的特点，然后针对此特点，对现有的控制技术进行分析选择。同时通过对推挽正激变换器的小信号建模，发现平均电流控制技术可以克服这一问题。通过理论分析，设计了变换器的控制参数。最后通过实验验证，表明平均电流控制可以有效解决输入变换器的源效应问题。同时对于变换器整流二极管的反向恢复电压尖峰问题，提出了双CDD无源无损箝位电路。 基金项目：航空支撑科技基金项目(05C52006)。 实验结果表明较好地解决了电压尖峰问题，具有一定的工程应用价值。     

InnovaTek wins US Army fuel processor contract

Washington state-based InnovaTek has been awarded a $780 000 contract from the US Army to develop a novel fuel processor. Using hydrocarbon fuels available worldwide, the device will generate hydrogen for a fuel cell to provide a reliable portable power source for the individual soldier on extended missions.     

最小原边通态损耗高压输入多谐振推挽变流器

为了提高新型燃料电池能源系统能量转化传递的效率,延长燃料电池本体寿命,提出了一种最小化原边通态损耗的高压输入软开关多谐振推挽变流器。该变流器继承了传统推挽变流器和传统LLC多谐振变流器的全部优点,可用于低成本、高效高功率密度场合,且其原边所有主开关管上的电压应力均为输入电压,故较传统推挽变流器更适用于高压输入的场合。此外该拓扑还通过将原边电流均分至2个推挽支路的方式将原边通态损耗降为传统推挽变流器的一半,提高了转换效率,因而该新颖变流器非常适合作为燃料电池系统中后级单向宽范围输入的高效率直流电源。在详细分析了该变流器的工作原理和关键参数的设计方法后,以一台1 kW的实验样机验证了该拓扑的可靠性和有效性。样机的满载效率达到了97%。