阳极H2S杂质气体对PEMFC性能影响的研究

研究了燃料气(H2)中的H2S对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响,结果表明H2S对电池性能的影响取决于燃料气中H2S的浓度、电池操作温度和电流密度,且这种影响是随时间累积的,最终都会造成电池性能的大幅衰减.使用纯净氢气并不能恢复中毒电池的性能,但通过多次循环伏安(CV)扫描可以完全恢复.同时,根据CV研究认为H2S会强烈吸附在Pt催化剂表面,随着扫描电位的升高,吸附物被氧化可能生成SO3或SO2-4.通过电化学阻抗(EIS)的方法得到了H2+50 ppm H2S/H2半电池体系下的阻抗谱,结果表明由于H2S吸附造成H2的吸附困难,从而导致在三相界面上的电化学反应所涉及的电荷转移阻抗增加.     

高效率多硫化钠/溴储能电池的研究

采用高温还原的方法制备了多硫化钠/溴储能电池负极用Ni/C催化剂,Ni/C、Pt/C分别是多硫化钠/溴储能电池负极和正极性能良好的电催化剂。系统地研究了Nafion膜的厚度、电催化剂含量、操作条件对电池充放电性能的影响。采用较厚的膜,电池性能稍微降低,但可减少阴离子的渗透。这种新型储能电池放电时功率密度达到0 7W/cm2(U=1 0V)。循环性能研究表明:采用较厚的膜,电池的充放电性能好,性能衰减很小,在100mA/cm2充放电,电压效率达到86 7%。     

质子交换膜燃料电池用SPTFS/PTFE复合膜研究

将磺化聚α,β,β 三氟苯乙烯(SPTFS)树脂浸入到多孔的聚四氟乙烯(PTFE)膜的孔中,制成SPTFS/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)。与均质膜相比通过这种复合方法降低了膜的吸水率。复合膜的电导率在10-2S/cm范围。在80℃,p(H2)/p(O2)压力比为0.2MPa/0.2MPa条件下,用复合膜组装的电池性能与Nafion 115膜组装的电池性能进行了比较。复合膜组装的电池在0.5V时的电流密度(1200mA/cm2)大于Nafion 115膜的(1000mA/cm2);在低电流密度区(小于700mA/cm2),复合膜性能低于Nafion 115膜;在高电流密度区(大于1000mA/cm2),复合膜性能明显高于Nafion 115膜。     

氢能及燃料电池技术的发展

1引言氢是一种化学能的载能体,通过燃料电池可以实现氢与氧的电化学反应,直接把化学能转换为电能,同时只生成水,因此,氢是一种清洁的能量载体;氢在自然界中含量十分丰富,约构成了宇宙质量的75％,但均以化合物形式存在,需要通过一次能源转化才能     

流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响

流场的形状和尺寸是设计双极板的核心。合理的流场既要确保电极各处均能获得充足的反应剂供应,同时又要保证反应产物水的排出。研究了不同流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:在一定范围内,随着开孔率的增加,电极与流场本相及接触电阻也逐渐增加;开孔率相近时,这一电阻相差不大。在相同开孔率的情况下,沟槽尺寸越小,电池性能越好。     

微型燃料电池的研究与发展

分析了为什么研究和发展微型燃料电池;对微型燃料电池在一些知名研究所、大学和公司的最新研究动态进行了详细介绍,重点讨论了微型燃料电池的结构设计、加工过程以及它们的应用;最后提出了微型燃料电池进入商业化须要重点解决的技术问题及其发展趋势。     

存水量对PEMFC零度以下储存性能衰减的影响

通过模拟电池停车后以不同贮水量在-10℃保存,经历8次冰冻-解冻循环后,考察了其对电池性能,电化学特性的影响。当电池贮水量较小时,电池的性能衰减不明显,随着贮水量的增大电池的性能损失随之增大;通过对冰冻循环过程中电化学阻抗谱的测定发现在8次循环中电池的欧姆电阻都没有明显改变,但体现电荷转移电阻和电池内扩散电阻的高频圆弧半径随循环次数明显增加;从循环伏安测试结果可以看出催化剂的电化学活性表面积没有明显减小,因此推断电池性能衰减主要来自于催化层扩散阻力增大。     

以重整气为燃料气的PEMFC电堆性能

与使用氢气为燃料气相比,以重整气作为质子交换膜燃料电池的燃料气可以避免氢气储存与运输的不便,更可以增加PEMFC的适用场合和范围.研究了常压与加压条件下重整气中N2和CO2组分对PEMFC电堆的影响,结果表明N2和CO2主要是降低了H2的分压,对电池性能影响较小.针对CO组分,研究比较了阳极注氧和外部净化对电池抗CO能力的影响,结果表明这两种方法都有明显的抗CO效果,相比之下外净化的效果更佳.同时,考察了电堆在重整气氛围下的稳定性,进行了1 500 h的寿命实验,实验结果显示电压衰减速度为19.21 μV/h.     

PEMFC直条流场水分布可视化研究

采用大面积(120cm2)透明质子交换膜燃料电池(PEMFC),研究了阴极直条流场内液态水的传递行为,通过测量不同位置流道进、出口压降,分析了流场内不均匀水分布。本方法可实时、在线、直接观察流道内液滴出现、积累及排出过程,得到实际工况下的实时液态水分布,将非常有助于流场设计和电池操作条件优化。结果表明,液态排水是一间歇过程,只有当液滴达到临界体积才会随反应气体排出。稳定运行状态下,液态水在流场内呈不均匀分布,主要集中于流场中下部区域,其他区域几乎没有液态水。     

燃料电池不锈钢双极板CrN/CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面制备了CrN/CrC多层薄膜。测试结果表明,与未镀膜的不锈钢基体相比,镀膜不锈钢的接触电阻(120N/cm2压紧力)降低2个数量级,并且耐蚀性能显著改善,腐蚀电流密度降低0.5~1个数量级。同时,镀膜不锈钢的耐久性亦大幅提升,改性薄膜可以有效保护不锈钢基体免受腐蚀损害。