高温质子交换膜燃料电池性能衰减机理与缓解策略——第一部分：关键材料

高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）具有耐CO毒化能力强、水热管理简单、能量利用率高等优点,但同时高温酸性环境也使其面临着耐久性不足的问题。针对该问题,本文分别概述了HT-PEMFC中质子交换膜、气体扩散电极、双极板以及密封件等四种电池组件的常用材料的物理化学特性,并系统地总结了近些年关于HT-PEMFC各组件性能衰减过程的机理、危害、影响因素以及相应缓解策略的研究进展。最后对HT-PEMFC未来的发展进行了展望,其中开发高强度轻薄双极板和高耐久性密封件、优化电堆成本以及探索新型电解质膜体系等研究方向有望成为未来该领域内的研究重点。     

车用燃料电池高电位工况衰减机理及缓解技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)在汽车领域经过近30年的持续突破,基本满足了商业化车用技术要求,进入了示范应用阶段。但成本和寿命仍然是限制PEMFC大规模应用的难题,本文针对影响PEMFC寿命的常见衰减工况之一的高电位工况,归纳分析高电位工况堆电堆相关部件的衰减机理,并从材料优化和系统控制两个方面总结了现有的缓解技术。     

质子交换膜燃料电池研究进展

由于质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有能量转化效率高、寿命长、比功率和比能量高、以及对环境友好等优点,近年来得到迅速发展.笔者综述了PEMFC的特点,分析了PEMFC在国内外的最新研究进展,介绍了PEMFC的应用前景,并指出了PEMFC研究当前需要解决的技术问题及其发展趋势.     

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。     

高温质子交换膜燃料电池电堆稳定性分析与优化

高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）应用前景广阔,但是目前HT-PEMFC电堆寿命较短。为此,本文对一个百瓦级空冷HT-PEMFC电堆的稳定性进行了研究。恒电流测试结果发现电堆中间位置单电池电压的衰减速率是两端的5～10倍。XRD、TEM测试结果表明电堆不同位置单电池催化剂Pt粒径变化较小,而极板吸酸量滴定与欧姆极化损失分析结果表明中间位置单电池磷酸流失速率是两端的2～3倍,导致其内阻是两端的5～8倍,膜中磷酸的流失迁移至电极导致氧增益电压比两端增加41～102mV。综上,电堆中间位置单电池磷酸流失过快是导致电堆寿命缩短的主要原因,而电堆温度分布不均则是磷酸流失过快的主要原因。因此,若要提高电堆的寿命,关键要从电堆磷酸与热的管理方面进行优化。     

高温质子交换膜研究进展

高温质子交换膜燃料电池解决了传统质子交换膜燃料电池催化剂易受CO等杂质气体毒化、水热管理复杂等问题,成为当今燃料电池发展的主要方向。高温质子交换膜是实现高温操作的关键部分。本文结合质子传递机理,分析了以水作为质子溶剂、非水质子溶剂质子交换膜以及无机固态质子导体膜的研究现状,认为有机/无机复合膜和非水质子溶剂膜,尤其是其中的磷酸掺杂的PBI膜是高温质子交换膜的发展方向。     

Co-CoTiO3/TiO2的制备及其高温质子交换膜燃料电池性能

高温质子交换膜燃料电池相较于低温质子交换膜燃料电池具有更加简单的水热管理系统,另外,工作温度的提高不仅增强了电化学反应性能,而且提升了催化剂的抗CO中毒性能,是一种极具应用潜力的燃料电池.本工作先通过水热法合成了纳米棒状的TiO2,再在合成金属有机框架(ZIF-67)的过程中加入该纳米棒状的TiO2,最后在氮气气氛下煅...     

高温质子交换膜燃料电池机理模型研究进展

建立高温质子交换膜燃料电池的机理模型可以加深对其内部传递现象和反应机理的认识,同时可以预测不同参数下燃料电池的性能,对优化电池的操作条件和结构参数等具有重要的指导意义。对现有的高温质子交换膜燃料电池机理模型进行了评述,分析了基于磷酸掺杂聚苯并咪唑膜(H3PO4/PBI)不同维数的稳态和动态模型及基于其他复合膜模型的优点和不足,并指出了高温质子交换膜燃料电池模型的研究方向。     

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。     

杂质气体对质子交换膜燃料电池性能影响的研究进展

质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）的商业化进程受到了其耐久性的严重制约。燃料气体中含有的微量CO、CO2、H2S和NH3等杂质以及空气中含有的NOx、SOx等污染物是影响PEMFC耐久性的最主要因素之一。本文综述了燃料气体杂质和空气污染物分别对PEMFC性能的影响及其机理,其中燃料中含的CO除了能影响PEMFC的阳极性能以外,还可能通过扩散传质过程对电池阴极性能造成影响;H2S不仅能对电池阳极性能造成严重的影响,也可能对电池阴极性能造成明显的破坏;而空气中的微量NOx会对PEMFC性能造成明显的影响,但NOx对电池性能的影响是一种可逆过程。最后指出对杂质气体影响PEMFC耐久性的研究需要将计算机模型和实际试验相结合,用模型数据指导实验的进行,同时有必要考虑杂质对PEMFC电堆性能的影响。     

高温质子交换膜研究进展

高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFCs）因其具有催化剂CO耐受性良好,能量转化率高,水热管理简单等优点,成为了能源领域重要的研究方向之一。高温质子交换膜（HTPEM）是它的主要部件之一,分别以水、磷酸分子和咪唑分子为质子传导载体分析了目前HTPEM的研究现状,比较后得出了以磷酸为质子载体的HTPEM性能最佳的结论,指出了研究中尚存的问题,并展望了未来HTPEM可能的研究方向。     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

介绍了三类质子交换膜,包括全氟磺酸膜、磺化聚芳烃系列膜和复合型质子交换膜,主要分析了每种膜的优缺点以及在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的应用前景.     

高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展

综述了近十几年来高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用进展,指出了此类电解质目前存在的亟待解决的两个问题：咪唑类离子液体毒化Pt基催化剂和复合膜中离子液体的长期稳定性。最后对高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的发展前景作了展望,即开发与Pt基催化剂相容的离子液体聚合物电解质以及预防复合膜内离子液体的流失,即提高高温质子交换膜燃料电池的性能及长期稳定性,最终提高高温燃料电池的寿命。     

质子交换膜燃料电池技术的发展动向

目前 ,燃料电池技术已经从实验室研究逐渐走向规模化、实用化的开发 ,其研发模式也由单纯的科研机构研究转向政府、企业和科研机构三者的结合。本文评述了燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池的应用和研发状况。简介了国际国内燃料电池领域内政府的支持和推动 ,以及企业的开发情况。并提出了燃料电池在普及中所面临的关键问题     

质子交换膜燃料电池研究及应用现状

介绍了国内外质子交换膜燃料电池(PEMFC)研究的整体现状及水平,分别讨论了PEMFC的3个关键部件:质子交换膜的材料要求,电化学反应催化剂的特点,膜电极的组成、制备工艺和最新进展,重点讨论了全氟磺酸型质子交换膜的类型、优缺点和当前的研究方向。在此基础上,追述了近年来国内外以PEMFC作为电动汽车动力源的实际应用情况,并指出应用PEMFC存在的问题。可以看到,PEMFC具有广阔的应用前景,将会在电动汽车方面得到最早的商业化应用。     

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。     

直接甲醇燃料电池用质子交换膜的研究进展

综述了质子交换膜在直接甲醇燃料电池中的作用和要求,目前质子交换膜的研究进展,重点介绍了适用于直接甲醇燃料电池用质子交换膜的各种材料的改性方法。按照物理和化学两种方法对几类质子交换膜材料进行改性。同时对比了改性前和改性后各种聚合物膜的物性特点。     

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Pt基氧还原电催化剂性能提高的策略

铂(Pt)的价格高、储量低,开发优异的Pt基氧还原电催化剂对提高质子交换膜燃料电池(PEMFCs)性能和推动其应用具有十分重要的意义.介绍了Pt基电催化剂活性提高的主要理论,综述了当前电催化剂性能提高的策略,包括电催化剂颗粒尺寸、暴露晶面、晶相和界面对其活性和稳定性的影响,对Pt基电催化剂的发展前景和面临的挑战进行了展...