燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

采用自主开发的乙二醇制备方法对毫克级的实验室级别催化剂的放大制备工艺进行研究。将Pt3Pd/C合金催化剂的单次制备从0.1、1 g到10 g的逐级放大过程中,合金纳米颗粒的尺寸分布与形貌(TEM表征)、晶体结构(XRD表征)与电化学性质(循环伏安扫描与氧还原极化曲线测试),均保持良好的一致性。10 g级别放大制备的Pt3Pd/C在半电池测试中表现出良好的稳定性;在全电池测试过程表现出优于商业Pt/C的电催化性能;在组装的电堆模块及发动机系统表现出优于商业Pt/C电催化活性及稳定性,为车用燃料电池合金电催化剂的批量制备与电堆应用奠定了基础。     

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。     

锂离子电池负极材料的研究进展

综述了近年来锂离子电池负极材料的研究进展,包括碳材料、过渡金属氧化物,锡基和硅基材料等,重点评述了锡基和硅基材料的研究进展,并对锂离子电池负极材料的发展趋势进行了展望.     

低铂Pt/FePO_4/C催化剂在PEMFC中的应用

采用乙二醇还原法制备了Pt含量为5%(质量分数)的Pt/C和Pt/FePO4/C催化剂,并用透射电镜(TEM)表征催化剂的形貌.催化剂中Pt粒子在载体上高度分散,且粒径均匀.Pt/FePO4/C和Pt/c催化剂的平均粒径分别为1.2nm和0.9 nm.实验结果表明,Pt/FePO4/C催化剂具有较Pt/C更高的电化学活性比表面积和催化氧还原的活性.分别利用两种催化剂制备PEMFC阴极,Pt的担量均为0.08mg/cm2.以氧气为阴极反应气时,采用Pt/FePO4/C和Pt/C的PEMFC单电池的峰值功率密度分别为763mW/cm2和663mW/cm2;阴极催化剂质量比功率分别为9.54kW/g Pt和8.29kW/gPt;即作为PEMFC阴极催化剂,Pt/FePO4/C具有更高的催化活性.     

采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟 (Ⅰ)模型建立

对采用常规条形流场的H2 AirPEMFCs阴极建立了二维数学模型 ,模型的控制方程耦合了连续性方程、Darcy方程、电传导方程以及O2 和H2 O的对流 扩散方程 ,对氧的电化学还原反应过程采用Butler Volmer方程描述 .利用模型计算了阴极扩散层中电流密度、O2 和H2 O浓度、催化层界面上局部电流密度的分布 ,分析了采用常规条形流场时气体在阴极扩散层中的传递机制及各组分浓度分布的特点 .     

采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟 (Ⅱ)电池性能影响因素的分析

利用已建立的数学模型考察了阴极扩散特性参数、阴极流场几何参数、电极电阻、催化剂活性、流道上O₂浓度变化对H₂-Air PEMFCs性能的影响.计算表明，增大氧有效扩散系数、减小扩散层厚度可增大电池的工作电流密度；提高氧还原反应交换电流密度、减小电极电阻、优化流道尺寸可改善电池性能；沿反应气体流动方向逐渐增加MEA的催化剂负载量可提高电流密度分布的均匀性.     

硼氢化钠水解制氢用铂基催化剂的研究

选用2种高比表面的碳载体,采用浸渍法制备了担载量为20%的铂基催化剂.经表征20%Pt/乙炔黑的孔径主要分布在2.5～5nm之间,孔径小并且分布集中;而20%Pt/珍珠碳的孔径除少量分布在2.5～5 nm之间外,大部分孔径分布在20～60nm,分布范围较宽.在20min内,20% Pt/珍珠碳和20%Pt/乙炔黑的平均制氢速率分别为1.9 L/min和2.3 L/min,当氢的利用率为100%时,可分别为功率为308W和373 W的质子交换膜燃烧电池持续供氢.     

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。     

多硫化钠/溴氧化还原液流电池

介绍了氧化还原储能电池的原理与特点，它具有成本低、寿命长、效率高、响应快等优点。大连化学物理研究所在多硫化钠／溴氧化还原液流储能电池的研究上取得突破性进展，组装的单电池50次循环能量效率保持在80％以上，循环性能稳定，在此基础上成功研制了百瓦级、千瓦级电堆系统。开发这一与可再生能源配套的储能技术在当前显得特别重要与迫切，对推动我国国民经济可持续发展具有重大战略意义。