直接甲醇燃料电池及其关键技术

直接甲醇燃料电池(DMFC)能量转换效率高,功率密度高,燃料来源广且储运方便安全,在大型发电基站和移动供电方面有广泛的应用前景。介绍了DMFC的工作原理、阴极催化剂、阳极催化剂和质子交换膜的研究现状和存在的问题,并对未来的发展做出了展望。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂及电催化稳定性研究

直接甲醇燃料电池(DMFC)以其燃料来源广泛、能量转化率高、污染少、运输和储存方便而得到广泛关注。但是DMFC中甲醇的氧化速率过慢,需要合适的催化剂来提高其反应速率,构建高效且稳定的催化层,尤其是阳极催化层是DMFC的一个重要研究内容。DMFC中常用的阳极催化剂分为铂(Pt)基和非Pt基催化剂两大类,从调控阳极催化剂的组成、形貌、结构等方面综述了这两大类催化剂的制备方法、改性方式及其催化稳定性研究,并对其研究前景进行了展望。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展

直接甲醇燃料电池阳极催化剂是影响该类电池性能的关键技术之一，从铂基合金催化剂，铂-金属大环化合物催化刑，导电聚合物为载体的复合催化剂，以及非贵金属催化剂四方面综述了直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展。     

直接甲醇燃料电池非贵金属阳极催化剂研究进展

作为燃料电池的核心组成部分,催化剂的性能直接决定了燃料电池整体的性能。直接甲醇燃料电池(DMFCs)具有高能量转换效率、高能量密度、低环境污染等优点成为新能源研究领域的热点研究课题。阳极催化剂的性能直接影响着DMFCs的使用价值。非贵金属材料具备一定的电催化活性,较好的耐蚀性和较低的成本,有望成为继Pt/C催化剂后的下一代催化剂。石墨烯具备优异的导电性,巨大的比表面和良好的化学稳定性,成为催化剂的理想载体。本文介绍了近年来DMFCs非贵金属阳极催化剂的研究情况,归纳总结了目前燃料电池催化剂存在的相关问题,并初步拟定了石墨烯基非贵金属阳极催化剂的实验方案,最后对燃料电池的发展前景进行了展望。     

固体氧化物直接碳燃料电池新型阳极研究进展

固体氧化物直接碳燃料电池采用固体氧化物作为电解质, 能够将碳燃料的化学能直接转化为电能, 具有效率高、燃料适应性广、利于CO₂捕集等优点, 在能源与环境问题日益突出的现实条件下展现出广阔的应用前景。固体氧化物直接碳燃料电池中的关键问题在于研发合适的碳燃料转化阳极, 以满足反应催化、物质输运以及杂质耐受等要求。本文系统地总结并分析了多孔固体阳极、熔融碳酸盐阳极和液态金属阳极三类直接燃料电池阳极的结构特性、工作原理、材料特性等, 特别关注了以液态金属作为阳极的直接碳燃料电池, 分析了该类电极的优势, 探讨了未来固体氧化物直接碳燃料电池阳极的发展方向。     

直接甲醇燃料电池技术获多项突破

中科院长春应化所承担的国家863计划课题——直接甲醇燃料电池技术,日前通过科技部组织的专家验收。直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种将化学能连续不断地转化为电能的可再生清洁能源,具有能量转化效率高、运行安全方便、发电时间持久等优点,特别适合作为笔记本电脑、电动自行车等便携式中小型化电源或充电电源使用。自20世纪60年代初问世以来,迅速发展成为国际高新技术竞争中的重要热点之一。中科院长春应化所早在20世纪90年代初就在国内率先开展了直接醇类燃料电池的研究,在电催化剂、电极反     

基于MOFs材料的直接甲醇燃料电池电催化剂研究进展

直接甲醇燃料电池(Direct methanol fuel cells, DMFCs)因其高能量密度、成本低、结构简单、工作温度低和燃料易于储存和运输等优点备受关注。然而由于最常使用的DMFCs阳极催化剂是商业Pt/C,其高成本和低稳定性严重阻碍了其商业发展。良好的催化剂载体对提高催化剂的电催化性能具有重要意义，金属有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)材料作为一种兴起的材料引起了人们广泛的关注，由于其结构功能的多样性、超大的比表面积、高孔隙度以及可修饰性等特点，在直接甲醇燃料电池催化剂领域具有很好的应用前景。本文综述了MOFs材料及其衍生物在DMFCs中的最新应用进展，并对其存在的不足之处和未来发展方向进行了总结。     

直接醇类燃料电池的研究与发展前景综述

本综述介绍了直接醇类燃料电池的分类以及对直接甲醇燃料电池和直接乙醇燃料电池的性能进行了比对,也介绍了几种新型催化剂的研发方法及新型碳材料催化剂载体的优势所在,也从用途和来源方面介绍了直接醇类燃料电池的未来可能应用。     

直接乙醇燃料电池阳极催化剂载体的研究进展

主要介绍燃料电池的重要作用,指出直接乙醇燃料电池的优势以及目前面临的问题,论述直接醇类燃料电池阳极催化剂载体的研究现状,介绍具体的催化剂碳系载体、非碳系载体的优点以及不足之处,并且对直接乙醇燃料电池阳极催化剂载体的发展进行了展望。     

基于MEMS技术的微型直接甲醇燃料电池的设计与制作

研制了一种硅基微型直接甲醇燃料电池,其具有结构简单、质量轻、体积小以及比能量密度高等特点对点型、螺旋蛇型和栅型等流场结构进行优化设计模拟,从而为燃料电池极板设计提供可靠的依据．利用MEMS技术完成了这种微型直接甲醇燃料电池的制作,在对不同流场结构的实验研究中,发现栅型流场结构的微型直接甲醇燃料电池性能要好于其他流场结构,这与仿真结果一致．在常温下,当甲醇溶液物质的量浓度为1．5mol／L时,微型直接甲醇燃料电池最大输出功率密度为5．9mW／cm^2．     

贵金属/半导体光电阳极在直接甲醇燃料电池中的应用

直接甲醇燃料电池(DMFCs)由于具有能量效率高,携带方便和环境友好等特点,作为新型清洁能源受到越来越多的关注。阳极催化剂的优劣是影响DMFCs性能的关键因素之一。近年来研究显示,利用具有光催化活性的半导体材料作为贵金属催化剂的载体,在外界光源的照射下,能够极大地改善电极的电催化活性和稳定性。本文对该类新型光响应贵金属/半导体电极在光照条件下对增强甲醇的电催化氧化性能方面进行了总结和概述。首先,阐述了光照增强电极电催化甲醇氧化性能的基本反应机制;然后,对该类电极的制备方法以及催化活性等方面的研究进展进行了系统总结;最后,对该类电极在未来DMFCs中应用存在的问题和发展前景做了总结和展望。     

贵金属/半导体光电阳极在直接甲醇燃料电池中的应

直接甲醇燃料电池(DMFCs)由于具有能量效率高, 携带方便和环境友好等特点, 作为新型清洁能源受到越来越多的关注。阳极催化剂的优劣是影响DMFCs性能的关键因素之一。近年来研究显示, 利用具有光催化活性的半导体材料作为贵金属催化剂的载体, 在外界光源的照射下, 能够极大地改善电极的电催化活性和稳定性。本文对该类新型光响应贵金属/半导体电极在光照条件下对增强甲醇的电催化氧化性能方面进行了总结和概述。首先, 阐述了光照增强电极电催化甲醇氧化性能的基本反应机制; 然后, 对该类电极的制备方法以及催化活性等方面的研究进展进行了系统总结; 最后, 对该类电极在未来DMFCs中应用存在的问题和发展前景做了总结和展望。     

甲醇燃料电池纳米催化剂研制成功

厦门大学化学化工学院以XC-72R炭黑为载体,制备出直接甲醇燃料电池阳极PtRu/C纳米催化剂——纳米PtRu/C合金催化剂,其活性与目前商业     

TiO_2纳米材料在直接甲醇燃料电池阳极催化剂中应用的研究进展

阳极催化剂是影响直接甲醇燃料电池(DMFC)性能及成本的主要因素,本文综述了TiO_2纳米粉体、TiO_2纳米管和TiO_2纳米纤维及其复合材料在DMFC阳极催化剂中应用的研究进展,并对其作用、对催化剂活性的影响机理等进行简要分析,展望了其应用前景。     

直接乙醇燃料电池阳极催化材料的研究进展

评述了直接乙醇燃料电池阳极催化剂研究过程中存在的主要问题，简述了DEFC阳极催化剂的电催化氧化反应机理，概述了目前研究的主要成就，并对今后直接乙醇燃料电池阳极催化材料发展方向进行了展望。     

甲酸燃料电池中Pd催化剂失活机理研究进展

催化剂是影响燃料电池性能及其产业化进程的关键技术之一。本文在简要介绍直接甲酸燃料电池电催化反应的基础上综述了其阳极Pd催化剂的失活机制的研究进展。     

利用生物质材料合成高性能氢氧燃料电池氧还原催化剂（英文）

制备廉价、高活性氧还原催化剂对于发展氢氧燃料电池清洁能源极为重要.在本论文中,我们利用黑木耳作为生物质材料,通过一种便捷的方法合成了高活性氧还原催化剂.黑木耳经水热和热解两个步骤,碳化形成BF-N-950催化剂.该催化剂在酸性和碱性溶液中的半波电势分别为0.77和0.91 V.采用BF-N-950催化剂作为膜电极得到的氢氧燃料单电池,峰值功率可达255 mW cm^-2.本文提出了使用生物质材料合成高性能氧还原催化剂的方法,为氢氧燃料电池的应用提供了有益探索.     

直接甲醇燃料电池阳极电催化剂材料的研究

评述了直接甲醇燃料电池阳极电催化剂研究中的几个热点问题 ,简述了催化剂材料的制备方法和最新的发展情况 ,概述了铂基二元、三元、四元催化剂材料的研究现状、取得的主要成果和存在的主要问题 ;铂基钙钛矿类和非铂基催化剂的成本低 ,但需要进一步解决在酸性介质中的寿命短和活性低的问题。     

直接碳固体氧化物燃料电池阳极材料的研究进展

如今,世界能源与环境问题日益严峻,其中煤炭、石油等化石燃料的粗放利用是一个很重要的原因,开发一种高效、清洁的煤炭利用技术已经迫在眉睫。直接碳固体氧化物燃料电池(Direct carbon solid oxide fuel cell,DC-SOFC)作为全固态的能量转换装置,可以直接采用固体碳作为燃料,将化学能直接转化为电能,理论上其能量转化效率接近100%。这种全固态的结构可以有效地避免液态金属阳极DCFC和复合电解质型DCFC电解液泄漏、腐蚀和由空气中的二氧化碳引起的电池性能衰减等问题。随着SOFC电池技术的迅速发展,DC-SOFC技术受到了越来越多研究者的关注,并有望成为新一代清洁能源技术。然而,由于采用固体电解质和固体碳燃料,DC-SOFC阳极反应过程复杂且影响因素众多,不同的阳极材料在性能上有着不同的表现。对此,国内外研究者为解释其阳极反应机理做了大量的工作,且不断尝试将各种新型材料用作DC-SOFC的阳极,并取得了一定的成果,对其阳极反应机理做出了合理的推断,在充分发挥DC-SOFC安全性和稳定性的同时大幅提升了其输出性能。目前,对于DC-SOFC的阳极机理,根据电池中碳燃料引入形式的不同,产生了两种不同的理论,且均有合理的实验数据支撑。而已经报道的DC-SOFC阳极材料除了最早的贵金属Pt阳极材料以外,主要有以Ni-YSZ为代表的Ni基复合金属陶瓷阳极材料、以Cu-Ni-YSZ为代表的Cu基复合金属陶瓷阳极材料、以Ag-GDC为代表的Ag基复合金属陶瓷阳极材料及以LST或LSCT为代表的混合离子和电子导体阳极材料(MIECs)。大量研究表明,在金属陶瓷阳极中加入Fe、Sn等具有催化功能的元素能有效增加电池的输出功率,提高燃料的利用效率。这些材料虽然在输出性能上表现不一,但是均存在各自的优势,为DC-SOFC的研究提供了不同的思路。此外,以现有材料为基础,对阳极结构进行优化,进一步提升电池的输出性能,也为未来的阳极材料研究提供了新的方向。本文系统地总结并分析了DC-SOFC阳极结构特性、反应机理以及各类不同阳极材料的最新研究进展,展望了直接碳固体氧化物燃料电池阳极材料的未来发展方向,以期为DC-SOFC阳极材料的高效研究提供有价值的参考。     

直接甲酸燃料电池阳极电催化剂研究获进展

正近日,中科院长春应化所研究员邢巍课题组与瑞士巴黎高等洛桑联邦理工学院胡喜乐教授带领的科研团队开展国际合作,成功设计并制备了直接甲酸燃料电池(DFAFC)高效阳极非铂催化剂。直接甲酸燃料电池,因其制作程序简单、比能量和比功率高,是新一代移动和便携式电源。该技术是将储存于甲酸和氧气中