硼氢化物直接氧化的二元催化剂研究进展

直接硼氢燃料电池(DBFC)是一种以NaBH4/KBH4碱性溶液为阳极燃料的新型燃料电池。催化剂的种类严重影响着硼氢化物的直接氧化。综述了近年来直接硼氢燃料电池(DBFC)阳极用Ni-Pt、Ni-Pd、Ag-Ni、Au-Co、Au-Pt等二元催化剂的研究现状。     

被动式直接硼氢化物燃料电池堆的设计与测试

设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾水解产生的H2气泡影响较大。     

直接硼氢燃料电池

直接硼氢燃料电池(DBFC),是一种新型的高比能便携式电源。它越过了制氢步骤,直接以硼氢化钠碱溶液作为电池的负极燃料,其电池电势(1.64V)及理论比能量(9300Wh/kgNaBH4)均高于直接甲醇燃料电池。介绍了DBFC的基本工作原理,并结合其研究进展情况对DBFC中的关键性技术进行了探讨。     

直接硼氢化钠/双氧水燃料电池研究

采用Pt/C作为催化剂成功地组装了直接硼氢化钠/双氧水燃料电池,并考察了不同操作温度、溶液流速和浓度条件下电池的放电性能。60℃时电池的最大比功率可以达到130mW/cm2,在40℃时0.1A/cm2放电条件下电池电压约为0.7V,性能明显优于相同条件下直接甲醇燃料电池。同时研究了不同厚度电解质膜对电池性能的影响,采用Nafion117膜(厚度175mm)的电池开路电压比Nafion112(厚度50mm)高约180mV,但Nafion112在高电流密度放电时表现出了更好的性能。因此,膜厚度不仅影响电池的内阻而且还会影响反应物的相互渗透。此外,还测试了短时间恒电流放电,电池性能未出现下降,而且放电后催化层和膜仍然保持紧密结合。     

管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制

制备了一种新型的直接甲醇燃料电池,即管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池,采用弯曲热压法制备出管状膜电极。将管状膜电极固定在一个具有导电性能的多孔管上,制作出管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池。燃料的供给根据使用目的不同,既可以用泵连续输送,作为固定电源,也可以采用间歇式补充甲醇溶液,作为便携式电源。同时对影响电池性能的因素,如阴极催化剂的用量,甲醇的浓度和甲醇的温度等进行了考察。阴极表面催化剂的用量可以显著地影响电池的功率密度,甲醇溶液的温度也是影响电池性能的一个关键因素。在阳极催化剂的用量为2mg/cm2Pt-Ru,阴极催化剂用量为3mg/cm2Pt,甲醇溶液浓度为4mol/L,温度为80℃时,采用空气自呼吸方式,电池的功率密度达到10mW/cm2。在管的内部一次加入4mol/L的甲醇溶液,在没有任何外围设备时,常温常压下工作,一个10cm2的管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池可以稳定提供40mW功率的时间超过5h。     

直接甲醇燃料电池性能研究

研究了聚合物电解质膜直接甲醇燃料电池性能。 2 0 %Pt -10 %Ru/C和 2 0 %Pt/C分别作为甲醇氧化和氧还原催化剂。通过改变甲醇阳极催化层中Nafion与PTFE的含量研究了电池的电流 -电压特性。结果表明 ,催化层中Nafion含量的影响对电池性能至关重要 ,而PTFE的影响则较小。研究得出催化层中Nafion的最佳含量为 7%。通过在电极表面刷一层Nafion溶液 ,明显提高了电池性能。在低Pt载量条件下 ,即阳极Pt含量 0 .6mg/cm2 ,阴极Pt含量 1.1mg/cm2 ,阴极空气近大气压条件下 ,t =60℃ ,甲醇浓度 1mol/L时 ,单电池开路电压为 0 .6V左右 ,0 .4V时电流密度为 3 0mA/cm2 ,0 .2V时电流密度为 10 6mA/cm2 。甲醇阳极催化层表面的扫描电镜 (SEM )观察表明催化层中Nafion含量不同 ,电极结构不同。     

钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池

直接硼氢化物燃料电池(DBFC)因其高的理论电压和阳极电氧化速率而引起广泛的关注。在本研究中,建立了以碳载钴酞菁(CoPc/C)为阴极催化剂、AB5型储氢合金为阳极催化剂的DBFC体系,测试表明,CoPc/C阴极在BH4-碱性溶液中不仅表现出优越的氧还原催化活性,而且对BH4-没有催化活性,因此,在此体系中的DBFC可以不使用任何离子交换膜。实验中测得的最大功率密度为65mW/cm2,并具有良好的稳定性。     

水系钠离子电池Na0.44MnO2正极的制备及性能研究

Na0.44MnO2具有开放的框架和特殊的三维隧道结构,是一类理想的水系钠离子电池正极材料.分别以C4H6MnO4·4H2O、MnCO3、50％Mn(NO3)2溶液为锰源制备了 Na0.44MnO2电极材料,并结合X射线衍射、扫描电镜、比表面分析和电化学测试技术研究了Na0.44MnO2的形貌、结构及储钠性能.结果显示:当采用碳酸锰作为锰源时,所得Na0.44MnO2为结晶良好、形貌均一的纳米棒,直径约为200～400 nm,且具有较大的比表面积(1.862 m2/g),这将有助于促进Na+和电子在相界面之间的传递和转移,从而提高Na0.44MnO2的储钠性能.Na0.44MnO2在6 mol/L NaOH水溶液中的放电比容量达到64.4 mAh/g,循环1 000次之后容量保持率高达82％.本工作可为Na0.44MnO2正极的规模制备及其在水系钠离子电池中的应用研究提供基础数据.     

海底生物燃料电池阴极二氧化锰改性及性能

阴极改性是提高海底生物燃料电池输出功率的重要途径之一。金属锰氧化物可作为阴极表面电子转移介体,加速电子传递,提高阴极和电池性能;二氧化锰含量不同,电池性能不同。不同含量的比较研究结果表明当阴极MnO2含量为4%时,阴极抗极化性能最好,电池内阻最小,最大输出功率密度为20 mW/m2,是纯石墨阴极电池的2倍多。同时分析了催化剂MnO2提高电池性能的电子传递机理。本研究结果可为海底生物燃料电池的阴极设计提供重要依据。     

以Fe-N/C为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池

以铝合金为阳极,Fe-N/C为阴极组装了金属过氧化氢半燃料电池,研究了H2O2浓度、KOH浓度、电解液流速及测试温度对电池性能的影响。结果表明,过氧化氢浓度为0.6 mol/L、KOH浓度为3 mol/L、电解液流速为80 mL/min时电池的开路电压为1.3 V,最大功率密度达到51 mW/cm2。恒电流放电表明电池在碱性溶液中稳定性良好。     

RuO_2-IrO_2-TiO_2析氧催化剂的制备工艺

以Ti N、RuCl3和H2IrCl6为原料,用真空浸渍-热分解法制备了RuO2-IrO2-Ti O2,研究了煅烧温度和n(Ru+Ir)∶n(Ti)对产物的影响。XRD分析表明:Ti N在高温煅烧时氧化生成金红石型Ti O2,RuO2、IrO2和Ti O2以固溶体的形式存在。CV、阳极极化曲线和EIS测试表明:RuO2-IrO2-Ti O2的最佳煅烧温度为400℃,随着n(Ru+Ir)∶n(Ti)的提高,催化剂的活性增强;在相同电位下,RuO2-IrO2-Ti O2的电流密度大于IrO2,可用作固体聚合物电解质(SPE)水电解催化剂。     

富氧火焰原子吸收光谱法测定铅钙锡合金中的锡

采用富氧火焰 (Air—C2 H2 —O2 )原子吸收光谱法直接测定铅钙锡合金中 0 1%以上的锡。对仪器工作条件、测定体系酸度、共存离子干扰等作了研究。方法准确度高 ,结果重现性好     

过氧化氢钝化工艺的改进

传统的过氧化氢钝化工艺较难掌握，钝化条件比较苛刻，钝化效果一般，还容易出现一种褐色不明附着物。经过大量试验研究，对过氧化氢钝化工艺进行了改进，钝化效果明显提高。     

PEO基聚合物电解质PEOx-Li(C2F5SO2)2N-BaTiO3

研究了以聚环氧乙烷(PEO)为基体,BaTiO3为填充剂,Li(C2F5SO2)2N作为锂盐的聚合物锂离子电池电解质.利用循环伏安法测定了铝的溶解电位,80℃时,铝集流体在PEOx-Li(C2F5SO2)2N体系中溶解电位可达4.1 V(vs.Li/Li ).采用交流阻抗技术测试了其电导率和界面电阻,当x=8时,体系的电导率最大,80℃时为1.65×10-3S/cm,25℃时为1.5×10-5S/cm.     

CaCl2部分代替锌锰电池中的ZnCl2

用CaCL2部分代替锌锰电池中的ZnCl2.随着CaCl2含量的增加,电解液的电导率、pH值小幅度增加,冰点降低;用3.0?Cl2代替相当量的ZnCl2时,在0℃下电池的放电性能有较好的提高,在20℃下的贮存性能无明显变化.     

铅在含二乙三胺硫酸溶液中的阳极行为

密封铅酸蓄电池由于正极极柱腐蚀导致电地报废是一种常见的现象。作者分析过引起密封铅酸蓄电池正极极柱腐蚀的各种因素。其中之一是密封胶中作固化剂的脂肪胺残余。本文以二乙三胺作脂肪胺的代表,通过测量阳极极化曲线研究铅在含二乙三胺的硫酸溶液中的阳极行为的结果表明,在含0．5mol／l二乙三胶的0．1mol／l硫酸溶液中,铅失去了钝化能力。这就解释了使用脂肪胺作固化剂的密封胶可能会引起正极极柱腐蚀的原因。     

LiCoO2的TiO2包覆原理探索研究

文献中对LiCoO2材料的表面包覆已经进行大量的报道,清晰显示LiCoO2的表面改性对材料循环性能产生了重要正性效应。然而,材料的包覆原理和作用机制直到目前仍然模糊不清,没有一个确定统一定论。采用溶胶-凝胶法,结合TiO2与LiCoO2体相反应的研究结果,详细地研究了TiO2对LiCoO2的包覆效应,建议了可能包覆原理和作用机制。     

Ar/H_2O等离子射流作用下生理盐水中H_2O_2的生成

低温常压等离子体产生的丰富的化学活性物种(活性氧和氮基团)在生物医学应用(如伤口消毒和愈合)上有着很高的需求,尤其是活性氧基团(如O(3P)、O(5P)、OH*、O2-、1O2、O、O3和H2O2)有着很强的杀菌能力。为此,采用了一种针-环介质阻挡放电(DBD)结构的Ar/H2O等离子体射流作用于生理盐水中生成H2O2,并对水蒸气体积分数、等离子体处理时间及等离子体处理后储存时间对生理盐水中H2O2浓度的影响进行了相应的研究。研究结果表明:在相同处理时间的情况下,生理盐水中H2O2浓度随着水蒸气体积分数的增大而出现先增后减的情况,而H2O2生成率和能量利用率则受水蒸气体积分数影响不大;在相同水蒸气体积分数的情况下,较长的等离子体处理时间将会导致较高的H2O2浓度、生成率和能量利用率;等离子体处理后的生理盐水中的H2O2在40 min时间内可以相对稳定地存在,显示了H2O2在等离子体药学上应用的可能性。     

高压H2-Ni电池用氧化锆隔膜纸研究

介绍了采用湿法造纸工艺技术抄造高压H2-Ni电池用氧化锆隔膜的研制情况,测试了不同类型隔膜的理化性能,组装了氧化锆隔膜和石棉隔膜试验电池,进行了不同充放倍率下的电性能测试,并进行了短期寿命试验。结果表明,采用湿法造纸工艺研制的氧化锆隔膜,在物理性能、面电阻、化学稳定性等方面已基本符合高压H2-Ni电池的技术要求;用氧化锆隔膜组装的试验电池的性能与石棉隔膜组装的试验电池基本一致。     

采用O2/CO2燃烧方式的锅炉热效率计算与分析

介绍了O2/CO2燃烧方式的技术特点,采用ASME PTC 4-1998中计算锅炉热效率的热损失法对某电站300 Mw机组锅炉在O2/CO2和空气气氛下的各项热损失和锅炉热效率进行了计算比较.结果表明,采用O2/CO2的富氧燃烧技术可明显提高锅炉热效率,而且烟气中高浓度的CO2降低了分离回收CO2的成本.另外,通过对比不同氧气浓度下的锅炉热效率,表明采用O2/CO2燃烧方式时,O2的容积百分数不宜大于30%.