MEMS微型质子交换膜燃料电池阳极新结构

利用微电子机械技术(MEMS)制备了含有4条脊的点蛇混合阳极新结构,组成自呼吸式微型燃料电池,并与老式阳极结构(含2条脊)比较。研究发现,当阳极的集流条由2增加到4时,流道总长度增大约一倍,电池的极限电流密度和峰值功率密度分别提高18.56%和15.26%,在100~500 mA恒电流放电下,可节省燃料平均达6.18%。流场的深度过深和过浅都不利于电池性能的发挥,在175μm深度时电池的效果最佳,氢气的有效利用率最高;氢气的流速对电池的性能影响不大,10~20 mL/min的流量足以保证燃料供给。     

微型质子交换膜燃料电池构造技术进展

从膜电极组件的构造技术、双极板加工技术和整体制作与组装技术3个主要方面较为详尽地介绍了微型燃料电池构造技术的最新进展状况,对其技术特点以及发展前景开展了分析与讨论.     

基于质子交换膜燃料电池的微型天然气热电联产研发进展

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型天然气热电联产系统有着广阔的市场发展前景。这种系统将千瓦级天然气制氢、燃料电池发电及余热利用有机的结合在一起,可以将天然气的一部分高品质的化学能通过氢气这个中间介质转化为电能,其余的低品位的能量用于采暖及生活热水供应,可有效提高系统的可用能利用程度,实现天然气这种清洁能源的"温度对口、梯级利用"。介绍了微型燃料电池热电联产系统的技术路线,并对国内外微型制氢技术的研发及热电联产系统的产业化状况进行了介绍和分析。     

质子交换膜燃料电池关键技术研究进展

简述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理及特点;综述了PEMFC关键技术的最新研究进展,包括质子交换膜合成、电催化剂制备、膜电极工艺及水管理和热控制;并简介了我国PEMFC的开发情况。     

质子交换膜燃料电池加氢反应器

简述了燃料电池反应器的研究现状,根据膜反应器的设计思想,提出质了交换膜燃料电池加氢反应器的新概念,阐述了质子交换膜燃料电池作为加氢反应器的原理、可行性及应用前景。     

燃料电池质子交换膜研究进展

质子交换膜作为燃料电池的关键材料之一,得到世界各国学者的广泛关注和深入研究,已先后研发出含氟高分子类、芳香烃聚合物类以及有机/无机杂化材料的质子交换膜.本文对燃料电池工作原理进行简要概述,并针对质子交换膜的应用前景及研究现状进行分析.     

质子交换膜燃料电池的研究进展

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种高效节能、工作稳定、环境友好的理想发电装置。质子交换膜是PEMFC的核心组成,是一种选择透过性膜,主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。PEMFC用电催化剂主要为铂系电催化剂,为降低成本,提高铂的利用率和开发非铂系催化剂是今后催化剂研究的主要方向之一。对PEMFC电极的工作原理,关键组件及电池的水管理、热管理方法等作了综述。     

乙烷质子交换膜燃料电池的研究

研究了以乙烷作为燃料、全氟磺酸高分子膜(Nafion膜)作为质子交换膜、Pt或Pt-Ru作为电极催化剂主要组分、并通过掺杂Nafion膜作为电极内的离子导体构成的燃料电池电化学性能.研究了两种电极催化剂:Pt与Pt-Ru复合催化剂的制备及构成的单电池在不同温度及运行时间下的电化学性能.温度增加,电池性能变好;运行时间增加,电池性能下降,在相同的温度与运行时间下,Pt-Ru复合催化剂构成的电池比Pt催化剂构成的电池极化小.通过分析电极反应产物,探讨了乙烷电极及电池的反应机理.结构为C2H6,( Pt-Ru+膜材料复合阳极)/Nafion膜/(Pt+膜材料复合阴极),O2 的质子交换膜燃料电池,在150℃时,电池的最大输出电流和功率密度分别高达70 mA·cm-2和22 mW·cm-2.     

直接甲醇燃料电池质子交换膜的发展现状

直接甲醇燃料电池(DMFC)是20世纪90年代兴起的第六代燃料电池,以其诸多的优点引起人们的广泛关注和研究。其中聚合物电解质膜是DMFC的关键技术,起着隔离阴阳极、质子传输、绝缘电子的作用。它的作用决定着DMFC的输出功率、电池效率、成本及应用前景。本文介绍了已商品化的全氟磺酸膜(Nafion膜)的结构及性能、以及替代膜的国内外发展现状,指出DMFC用膜的研究是21世纪能源研究的重点。     

质子交换膜燃料电池的发展现状

简要叙述了质子交换膜燃料电池的发展历史,介绍了高效、新型电催化剂、新型质子交换膜、新型双极板与流场的研究、应用、开发等关键技术,并对质子交换膜燃料电池的发展前景进行了展望。     

燃料电池用质子交换膜

介绍了燃料电池用含氟质子交换膜的研究历程、应用、结构与性能的关系及当前针对性的改进,归纳了磺化碳氢聚合物、有机无机复合物、离子交联聚合物和无机固体酸等非氟质子交换膜的代表性研究,指出了各利非氟质子交换膜的优点和不足,对质子交换膜的发展做了相应的展望。     

质子交换膜燃料电池研究进展

介绍了燃料电池的工作原理及目前世界上主要燃料电池的主要特性;综述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的主要基础研究进展;简单介绍了PEMFC关键部件的研究方向。     

带增湿区的质子交换膜燃料电池

Water management is of great importance to maintain performance and durability of proton exchange membrane fuel cells. This paper presents a novel proton exchange membrane (PEM) fuel cell with a humidification zone in the membrane electrode assembly (MEA) of each cell, in which the moisture of the cathode exhaust gas could transfer through the membrane to humidify anode or cathode dry gas. With a simple model, the relative humidity (RH) of the dry air exhaust from a membrane humidifier with 100% RH stream as a counter flow is calculated to be 60.0%, which is very close to the experimental result (62.2%). Fuel cell performances with hydrogen humidifying, air humidifying and no humidifying are compared at 50, 60 and 70˚C and the results indicate that humidifying is necessary and the novel design with humidifying zone in MEA is effective to humidify dry reactants. The hydrogen humidifying shows better performance in short term, while water recovered is limited and the stability is not as good as air hu-midifying. It is recommended that both air and hydrogen should be humidified with proper design of the humidifying zones in MEA and plates.     

自呼吸式MEMS微燃料电池的结构及其性能

利用MEMS技术设计并制作了有效面积为1.2cm×1.2cm的不同阳极和阴极结构,将它们组成电池并进行比较。结果表明,阳极采用点-蛇形混合流场,电池峰值功率密度为比点状流场的电池可提高10.4%;阴极采用双层镂空流场,峰值功率密度比单层镂空流场电池增加15.7%。最优结构电池在30%～50%相对湿度下性能良好,200mA恒流放电近610h,电池电压比较稳定。     

用于质子交换膜的高质子传导率聚合物研究进展

质子传导率超过Nafion膜的质子交换膜是近年来研究的焦点。质子交换膜的质子传导率与它们的IEC值和形态有关。形成离子通道是开发高质子传导率的质子交换膜的一种有效方法。形成离子通道主要有3种:1)用嵌段共聚物的微相分离;2)侧链和支链磺化的聚合物;3)局部区域的高密集磺化。此外,与无机纳米材料形成纳米复合材料的质子交换膜也能提高质子交换膜的质子传导率及质子交换膜的机械强度、尺寸稳定性、耐氧化稳定性等性能。综述了关于用于高质子传导率的燃料电池质子交换膜(PEM)的聚合物的研究进展。对高质子传导率的燃料电池膜聚合物的发展趋势进行了展望。     

车用燃料电池质子交换膜的制备及性能

合成了一系列具有不同支化度的磺化聚芳醚砜材料,并对其结构和性能进行了表征。所制备的磺化的支化聚芳醚砜材料的分子量可达7.00×105以上,并且分子量分布在1.17左右,拉伸强度可达20.55~28.81 MPa。随着聚合物支化度的增加,聚合物的热稳定性得到改善,在550℃下的热失重可降低至39%~45%。高支化的磺化聚芳醚砜薄膜的氧化稳定性也得到改善,80℃下的使用寿命可提高至7.25 h。支化的磺化聚芳醚砜薄膜的吸水率和质子传导率都较高。80℃下高支化度的聚芳醚砜薄膜的质子传导率可达0.33 S/cm。对其微观形貌进行观测发现,支化聚芳醚砜中的支化结构可对周围的亲水磺酸基团起支撑作用,促使其发生团聚而形成连续的质子通道。     

质子交换膜燃料电池技术的发展及应用

概述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展历史和现状,并对其应用前景进行了展望;对质子交换膜燃料电池的膜、膜电极、电催化剂和双极板等关键技术进行了简要介绍。