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。     

直接甲醇燃料电池质子交换膜研究进展

直接甲醇燃料电池(DMFC)以其燃料来源丰富、储存方便、结构简单、安全等优点而日益受到广泛的关注。预计将在很多领域中能得到广泛的应用。过去,人们对DMFC做了很多研究,针对直接甲醇燃料电池中的质子交换膜(PEM)的阻甲醇性能方面的研究进展作如下评述。     

固体氧化物燃料电池应用现况及展望

文章对固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作机理进行了详细的介绍,概述了由世界各主要经济体的政府、企业和国内外研究机构推动的商业化历程,对其应用现况进行了分析和总结,指出了其未来主要应用领域及要解决的关键问题。     

质子交换膜燃料电池系统(PEMFC)的控制策略综述

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统进行了简单的介绍和控制特点分析,并对其控制策略进行了综述,分析和比较了包括常规PID控制、预测控制、模糊控制、神经网络控制以及在此基础上的多种复合控制策略,最后结合国内外至今的相关研究成果,展望了质子交换膜燃料电池系统控制策略的研究方向和发展前景。     

硫化氢固体氧化物燃料电池研究进展

综述了H2 S固体氧化物燃料电池 (SOFC)的发展历史和研制现状 ,包括固体电解质薄膜如质子传导膜和氧离子传导膜的开发、电极催化材料尤其是阳极催化材料的研制、以及整个电池系统的性能研究。指出H2 SSOFC在工业化过程中所面临和必须解决的关键技术问题是 :电解质薄膜材料的研制及其制备 ,尤其是薄膜化的制备技术 ;电极材料的开发及制备 ,特别是阳极催化材料的选择与制备技术 ;膜 -电极三合一制备技术。并对H2 SSOFC的开发及工业应用前景作了展望     

直接涂膜技术用于质子交换膜燃料电池膜电极制备

引　言质子交换膜燃料电池 (PEMFC)是极具吸引力的电化学能量转换装置 ,是未来电动汽车的主要动力源 ,也是洁净高效的新型化学电源 .对于电动汽车的应用 ,要求PEMFC提供高能量密度、低催化剂负载量 ,以降低系统体积和成本[1] .膜电极(membraneandelectrodeassembly ,简称MEA)是由聚合物电解质膜、电极催化剂和扩散层材料组合而成的三明治式结构组件 ,类似于计算机的芯片 ,是燃料电池的核心部件 ,长期以来大量的研究集中于MEA新材料设计与制备 ,以提高电池的性能 .近年来 ,对MEA的微观结构分析、MEA制备工艺与电池性能的关系研究工作明显增多[2～ 7] .从PEM FC研究实践中发现 ,如何减少电极中Pt催化剂负载量并能继续保持或者提高电池性能的MEA制备技术开发至关重要 .其中超薄Pt层沉积法[8～ 10 ] 是MEA的制备新技术之一 .与传统的基于墨水涂布(based inkprinting)的方法相比 ,喷溅沉积法(sputterdeposit) [9] 制备的MEA提高了电池的性能和催化剂的利用率 ,它是用直接喷溅沉积法 (directlydeposit) [10...     

甲烷水蒸气重整与微管固体氧化物燃料电池电堆耦合性研究

目的：以甲烷水蒸气重整合成气为燃料,测试微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)电堆的电化学性能。方法：以活性氧化铝为载体,通过浸渍工艺制备出甲烷水蒸气重整催化剂,测试催化剂在不同反应温度、水碳比、体积空速下的反应活性。将甲烷水蒸气重整的合成气作为MT-SOFC电堆的燃料,测试电堆的发电性能。结果：在750℃,体积空速为550 h^-1时,甲烷转化率达99.5%。甲烷水蒸气重整耦合MT-SOFC电堆发电,其功率达43.5 W,功率密度达0.20 W/cm²。催化剂催化活性较高,电堆电化学性能平稳。结论：甲烷水蒸气重整耦合MT-SOFC电堆发电的工艺可提高燃料的利用效率,对发展新能源和保护环境具有现实意义。     

用于质子交换膜燃料电池的高温无机质子传导材料研究进展

质子交换膜是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件，其主要作用是传导质子。无机质子传导材料作为一种新型的质子传导介质，近年来逐渐引起了人们的关注。本文主要介绍了小分子磷酸、无机沸石材料、固体酸和无机氧化物陶瓷材料等几种高温无机质子传导材料，并对它们的性能和特点进行了评述。主要结论如下：小分子磷酸质子传导率高，但是容易泄露；无机沸石材料化学稳定性好，但质子传导率尚有提高的空间；无机氧化物陶瓷材料力学性能和化学温度性能均很好，但质子传导率相对较低；固体酸质子传导率优异，高温稳定性也好，是最有希望在PEMFC中获得推广应用的材料。     

阻醇燃料电池质子交换纳米复合膜研究进展

综述了质子交换膜纳米复合材料用于甲醇燃料电池的最新研究进展,全面阐述了纳米复合材料的形貌、结构对材料甲醇透过性、质子导电性等物理化学性能的影响,并展望了甲醇燃料电池质子交换膜复合材料的发展前景。     

燃料电池用非氟复合质子交换膜的研究进展

介绍了几种非氟复合质子交换膜,包括有机-无机杂化材料质子交换膜(ORMOER)和基于聚苯并咪唑(PBI)、磺化聚醚醚酮(SPEEK)的复合质子交换膜,主要从制备方法出发分析了每种复合膜的优缺点以及在燃料电池(PEMFC)中的应用前景。     

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。     

直接甲醇燃料电池用新型质子交换膜的研究

以聚醚醚酮(PEEK)为原料,浓硫酸为磺化剂制备了不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜,以及磺化聚醚醚酮与聚乙烯醇(PVA)、正硅酸乙酯(TEOS)、磷钨酸的复合膜.分别对膜的电导率、阻醇性能和吸水率进行了研究.随着SPEEK膜磺化度的增大,膜的电导率有所提高,然而甲醇渗透系数也增大,膜的机械强度明显降低.SPEEK膜的吸水率低于Nafion 115膜,而PVA膜的吸水率则过高.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

Novel Polysilsesquioxane Hybrid Membranes for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Applications

Abstract

Novel polysilsesquioxane (R–Si–(O)_1.5) PEMs with highly cross-linked Si–O backbones and pendant organic side chains comprising propylsulfonic or ethylphosphonic acid groups, were prepared via sol-gel polymerization. The inorganic component provides thermal/mechanical/chemical stability while the organic component gives flexibility and proton-conducting properties. The propylsulfonic acid membranes exhibited proton conductivities (σ) up to 10^?2 S/cm at high relative humidities and temperatures, while the ethylphosphonic acid membranes showed lower proton conductivities but higher thermal stabilities. Preliminary results for the propylsulfonic acid membranes in direct methanol fuel cell (DMFC) performance are reported.     

不同硫化氢流率与浓度对硫化氢固体氧化物燃料电池性影响

A solid state H2S/air electrochemical cell having the configuration of H2S, (MoS2 NiS Ag)/YSZ/Pt, air has been examined with different H2S flow rates and concentrations at atmospheric pressure and 750-850 ℃. Performance of the fuel cell was dependent on anode compartment H2S flow rate and concentration. The cell open-circuit voltage increased with increasing H2S flow rate. It was found that increasing both H2S flow rate and H2S concentration improved current-voltage and power density performance. This is resulted from improved gas diffusion in anode and increased concentration of anodic electroactive species. Operation at elevated H2S concentration improved the cell performance at a given gas flow rate. However, as low as 5% H2S in gas mixture can also be utilized as fuel feed to cells. Highest current and power densities, 17500mA·cm-2 and 200mW·cm-2, are obtained with pure H2S flow rate of 50ml·min-1 and air flow rate of 100ml·min-1 at 850℃.