SOFC用钙钛矿型质子传导固体电解质

钙钛矿型高温质子导体BaCeO3、SrCeO3和MZrO3在纯H2气氛中为纯质子导体,但在SOFC工作条件下,有些表现为质子、氧离子,甚至电子的混合导体,有些质子导体在CO2气氛中的化学稳定性较差.通过掺杂和化学计量比的控制,这些问题可以得到改善.介绍了钙钛矿型质子导体SOFC的工作原理、质子传输机理及SOFC用电解质的性能.     

质子辐射下GaAs/Ge太阳电池的性能退化

对GaAs/Ge太阳电池进行了质子辐射实验.质子辐射的能量为70～170 keV,辐射的剂量为1×109～3×1012 cm-2.研究结果表明,GaAs/Ge太阳电池具有一定的抗辐射性能;能量小于200 keV的质子辐射中,质子辐射能量相同条件下,随辐射剂量的增加,电池性能参数短路电流Isc、开路电压Uoc、最大功率Pm和填充因子FF衰降增大;质子辐射 剂量相同条件下,辐射能量越高,太阳电池性能衰降越大;在所有测试参数中,最大功率Pm的退化最为明显.     

聚合物质子溶剂在质子交换膜中的应用

中高温运行的质子交换膜燃料电池(PEMFCs)由于有望克服散热效率低、环境耐受性(CO耐受性)差等技术障碍而成为PEMFC发展的主要方向.然而,中高温PEMFCs面临的主要技术挑战之一就是能够满足燃料电池工作要求的质子交换膜.通过采用原位自由基聚合反应,制备了含咪唑环的高分子与Nafion复合质子交换膜,并对所制备的质...     

质子交换膜燃料电池水、热、气管理

质子交换膜燃料电池的水、热、气管理对其性能和寿命有非常重要的影响.讨论了水、热、气管理的主要措施和它们对电池性能的影响.分析表明:对质子交换膜燃料电池物理机制认识的不足,是水、热、气管理水平较低的原因.应建立质子交换膜燃料电池的多尺度、多相、多物理场、动态仿真模型,进行分析、模拟和优化,来提高其性能.     

燃料电池用高温无机质子传导材料研究进展

详细总结了小分子无机酸、无机氧化物陶瓷、KDP型无机含氢氧化物和杂多酸作为质子传导材料的研究进展,并分析了这些材料作为燃料电池用高温质子传导电解质的可行性.发现无机氧化物陶瓷电导率较低、活化能较大;KDP型无机含氢氧化物需要转变为超质子态才可以高速传导质子,解决其低温电导问题是用于燃料电池的关键;小分子无机酸电导率很高...     

质子治疗头扫描磁铁电源研制

扫描磁铁电源是质子医疗设备的关键部件,其提供的高精度、低纹波、快速变化的励磁电流是质子医疗中扫描磁铁能够精确控制质子束流偏转、扩展的保障.研制了一种基于高、低压H桥混合级联的扫描磁铁电源,包括硬件结构与控制策略,其中,高压H桥保证电流的动态要求,低压H桥实现电流的精度要求.仿真与实验结果均表明,研制的扫描磁铁电源在额定...     

基于FPGA的高频腔低电平数字控制系统

在散裂中子源快脉冲质子同步加速器中,需要对高频加速电压信号的频率、幅度和相位进行精确控制,以实现在规定的时间内完成对质子束团的俘获、加速和引出.采用可编程逻辑门阵列(FPGA)技术,用直接数字合成技术(DDS)或I/Q调制解调技术均可实现对高频腔的控制.本文给出了该方法的基本原理、设计电路及仿真波形.     

30 kW高比功率质子交换膜燃料电池堆研制

30 kW高功率密度质子交换膜燃料电池堆的研制工作主要包括:(1)建立测试大功率质子交换膜燃料电池单电池或电池堆的工作站;(2)大功率高比功率质子交换膜燃料电池堆的工程设计;(3)组装单电池 ,建立诊断、测试并改进质子交换膜-电极(三合一体)效能的技术;(4)组装30 kW电池堆,并建立诊断、测试、改进其效能的技术.神力公司研制成功的30 kW质子交换膜燃料电池堆比功率达到:720 W/L,708 W/kg.     

质子交换膜燃料电池机理与ANN混合模型的建模与仿真分析

提出了一种新型的混合燃料电池模型,描述了该混合模型包括机理部分和黑箱部分(即神经网络部分).机理部分用来体现质子交换膜燃料电池性能,神经网络部分用来表现所不知或者不能用机理模型来表现出来的质子交换膜燃料电池性能,认为可以再现质子交换膜燃料电池的各种特性.仿真结果表明,该混合质子交换膜燃料电池模型具有比单独的机理模型或神经网络模型更高的精度.     

超支化聚合物在质子交换膜中应用进展

对可用于制备燃料电池质子交换膜的超支化聚合物的研究进展进行了综述.概述了其用于质子交换膜的成膜方法,重点介绍并比较了超支化聚合物的合成及改性方法,讨论了应用不同方法所制备膜的结构特征和性能.最后分析了超支化聚合物用于质子交换膜材料的应用与研究前景.     

质子交换膜燃料电池含Pt催化剂的研究

作为质子交换膜燃料电池的主要用催化剂,Pt的研究对质子交换膜燃料电池运用和普及起着至关重要的作用.为此,近年来一系列大量的基于Pt催化剂的不同形貌、不同成分、不同载体的研究大大地推进了Pt催化剂技术的发展.     

PEMFC Nafion(R)膜内电渗系数和质子电导率的研究

介绍了一种基于氢泵原理在近似于质子交换膜燃料电池工作条件下测量Nafion(R)117膜的电渗系数和质子电导率的新方法,研究了用液态水平衡的Nafion(R) 117膜在不同温度和水含量下的电渗系数和电导率.结果表明:在20℃到90℃的温度范围内,水含量等于22.5的膜其电渗系数和质子电导率随着温度的增加而增加;25℃时膜的电渗系数和电导率随着膜中水含量的减少而减小.并结合膜的簇网模型和质子传导机理对结果进行了解释.     

模拟车况下的质子交换膜燃料电池耐久性研究

为了研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在车载运行条件下的耐久性,介绍了3 kW的PEMFC电堆在模拟车载运行工况条件下的1 000 h耐久性实验.通过分析不同工作电流条件下的电压、电堆极化曲线以及单电池电压分布等随时间的变化来考察PEMFC电堆在模拟车况条件下的性能衰减情况,并借助于红外探温测试和TEM表征来阐明电堆性能衰减机理.研究表明:在模拟车况条件下工作1 000 h后.质子交换膜燃料电池堆在0、35 A及85 A工作电流条件下的电压都衰减了6%左右,单电池电压平均衰减率分别为39.1、23.0 μ V/h和23.3 μ V/h;电堆中各单电池的性能衰减存在空间差异;质子交换膜的损伤导致的气体穿透是引起质子交换膜燃料电池堆性能衰减的主要因素.     

燃料电池质子交换膜研究现状与展望

质子交换膜燃料电池是目前研究的热点之一，研究方向包括提高燃料电池效率、减少成本、提高耐久性等。作为质子交换膜燃料电池的核心部件，质子交换膜性能的好坏直接影响燃料电池的性能与寿命。文中首先概述了燃料电池质子交换膜的工作原理。随后，总结了燃料电池质子交换膜的分类，主要分为全氟磺酸质子交换膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜以及非氟化聚合物质子交换膜四大类，同时还简述了质子交换膜的制备工艺。最后，介绍了燃料电池质子交换膜的优化方案，主要包括有机/无机纳米复合质子交换膜、改进质子交换膜的骨架材料、调整质子交换膜的内部结构、机械增强型质子交换膜以及自增湿型质子交换膜。     

燃料电池质子交换膜概述

高性能、低成本质子交换膜的开发对于清洁、高效燃料电池技术的广泛应用具有重要意义。本文从质子交换膜的性能要求出发,重点概述了本体质子交换膜和复合质子交换膜的结构特点、性能优势与不足及其制备技术,并展望了质子交换膜的研究方向和发展趋势。     

质子交换膜燃料电池性能优化数值研究

对影响质子交换膜燃料电池性能的主要参数:阴极交换电流密度、阳极交换电流密度、阴极传递系数、阳极传递系数、氧气参考浓度、氢气参考浓度进行系统的数值研究.结果表明当上述参数在一定的取值区间内按照一定规律变化时,其对质子交换膜燃料电池的性能没有任何影响,极化曲线完全重合.通过分析这些参数之间的相互关系,揭示质子交换膜燃料电池性能控制的机理,避免单一参数研究的不足,为深入研究和优化电池性能指明方向.     

炭黑及聚四氟乙烯对气体扩散层性能的影响

气体扩散层作为质子交换膜燃料电池重要部件之一,为电极反应提供气体、电子和水的三相通道.炭黑载量以及聚四氟乙烯(PTFE)作为气体扩散层中的重要组分,其含量直接影响气体扩散层中微孔层的厚度、孔结构、电导率,从而对气体扩散层性能产生重要影响.对炭粉以及PTFE的含量对气体扩散层性能的影响进行了综述,认为不同工况对质子交换膜...     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

质子交换膜是氢燃料电池中的关键部件之一,然而它的性能却不能完全满足人们的需求,因此对质子交换膜的改性研究一直在拓展、深入。介绍了不同种类的质子交换膜,即全氟磺酸、部分氟化、无氟、复合质子交换膜的研究情况,综述了质子交换膜材料的改性方法以及高温、阻醇型质子交换膜的研究进展,指出了当前研究的特点和问题,提出了今后质子交换膜研究的发展方向。     

P(AN-AA)/PVA质子交换膜的研究

采用丙烯腈与丙烯酸单体在聚乙烯醇水溶液中共聚,合成聚丙烯腈-丙烯酸悬浮胶体,悬浮胶体经流延成膜制备出P(AN-AA)/PVA质子交换膜.结果表明,以聚丙烯腈-丙烯酸为基体的质子交换膜,甲醇渗透系数为(3.0～5.5)×10-8 cm2/s,仅为Nafion117膜甲醇渗透系数的1/25;水饱和溶胀后抗张强度为12.9 MPa;在1.0 mol/L硫酸溶液中质子电导率为1.89×0-3 S/cm.     

燃料电池用质子交换膜研究进展

简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术的商业化进程。