PEMFC水含量的在线表征及暂态过程分析

采用电流线性扫描的方法,研究了暂态条件下PEMFC内氧还原反应(ORR)生成水量对电池性能的影响。利用微探针方法探讨了不同操作条件下燃料电池中膜内水含量的变化情况。结合电化学交流阻抗技术以及相关经验公式,分析了暂态条件下燃料电池MEA内水的扩散特性。结果表明,暂态过程中电流与电压之间的响应在秒级以内,而燃料电池的高频阻抗(HFR)变化相对于电流存在着明显的滞后现象(对于Nafion212在15～20s)。此外,还就燃料电池的吹扫操作进行了探讨研究,并对实验结果进行了理论分析和解释。     

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。     

交流两电极法测量质子交换膜零度以下电导率

简单介绍了质子交换膜电导率的测试方法,选用交流两电极法测量了质子交换膜法线方向的电导率,结果表明,经过密封和装置电阻的零点校正可准确测量出质子交换膜电导率,并成功测量了质子交换膜零度以下的电导率。     

质子交换膜燃料电池的0℃以下耐受性

车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)应具备环境适应性,但水-冰相变会影响膜电极组件(MEA).以-10℃及-20℃到正常操作温度的冰冻-解冻循环模拟实际工况,考察了水结冰对PEMFC性能的影响,结果表明:PEMFC的电化学活性表面积变小,扩散层的孔结构发生了变化,PEMFC的性能衰减.采用干燥N2吹扫、真空排水和RH=58.0%(25℃)的反应气吹扫等3种方法来避免水结冰的影响,发现经过冰冻-解冻循环后,PEMFC的性能均未下降.     

PEMFC在0 ℃以下环境启动的研究

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)0 ℃以下环境启动进行了研究.考察了-10 ℃保存对电池性能的影响.通过极化曲线、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)和渗氢电流等方法,考察了电池在-5 ℃经过7次启动后的性能变化,并通过对不同启动温度的孔结构测量,考察了膜电极(MEA)的微观变化.最后得出结论:-5 ℃启动对PEMFC结构及性能影响很小,但-10 ℃自启动对PEMFC有着很大程度的损坏.     

用电泳沉积方法制备LiCoO2薄膜

将LiCoO2粉末分散在异丙醇溶剂中电泳沉积,在铝箔阴极上制备出了LiCoO2薄膜.研究了pH值、悬浮液浓度、外加电压和时间等工艺参数对单位面积膜层质量的影响,初步探讨了Li-CoO2的电泳沉积机理.研究发现:悬浮液中不加HCl时,LiCoO2不能从异丙醇悬浮液中电泳沉积出来;LiCoO2的沉积量随悬浮液的pH值减小而增加,随悬浮液浓度、外加电压的增大和时间的延长呈线性增加.通过SEM分析发现,电泳沉积得到的LiCoO2薄膜不很致密,但作为锂离子电池正极材料使用是完全可以满足要求的.     

具有自修复性能的纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料的制备EI北大核心CSCD

在两步法制备聚氨酯弹性体的基础上,利用溶液共混的方法将纤维素纳米晶添加到热塑性聚氨酯弹性体中制备得到纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料,并对复合材料的组成与结构、热力学及力学性能和自修复性能进行了表征。结果表明,与单纯的聚氨酯弹性体相比,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料表现出良好的力学性能,在纤维素纳米晶的质量分数为1%时,拉伸断裂强度和伸长率能够同时提高140%以上。同时,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料中存在的大量动态氢键赋予了材料优异的自修复性能,在50℃修复36h的样品断裂强度和伸长率分别可以达到5.4 MPa和1113%。     

带式输送机调心托辊正压力对纠偏能力影响规律的研究

针对某煤炭企业运行中的带式输送机跑偏问题,借助Adams有限元仿真计算软件,开展了调心托辊正压力对纠偏能力影响规律的研究工作。结果表明,输送带轴向力和跑偏量随调心托辊正压力的增大而增大。之后修改了企业带式输送机运维手册,明确可以把微调输送带运行速度作为抑制输送带跑偏的方法使用,试验应用表明,调心托辊正压力与跑偏量的变化规律准确,通过微调输送带运行速度可以改善输送带跑偏程度,为煤炭企业运维工作提供技术支撑。     

压洗浴液中加入乙二胺四乙酸提高黏胶长丝的白度

利用乙二胺四乙酸(EDTA)络合的机制,在黏胶长丝的后处理压洗过程中加入EDTA,可以除去生产过程中产生的某些金属离子,增加黏胶纤维的白度,从而提高黏胶长丝的外观质量。中试结果确定了大生产中在后处理压洗线脱硫浴中加入质量浓度为15 mg/L的工业纯EDTA的生产方案。     

具有自修复性能的纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料的制备

在两步法制备聚氨酯弹性体的基础上,利用溶液共混的方法将纤维素纳米晶添加到热塑性聚氨酯弹性体中制备得到纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料,并对复合材料的组成与结构、热力学及力学性能和自修复性能进行了表征。结果表明,与单纯的聚氨酯弹性体相比,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料表现出良好的力学性能,在纤维素纳米晶的质量分数为1%时,拉伸断裂强度和伸长率能够同时提高140%以上。同时,纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料中存在的大量动态氢键赋予了材料优异的自修复性能,在50℃修复36h的样品断裂强度和伸长率分别可以达到5.4 MPa和1113%。