质子交换膜燃料电池用氢气痕量杂质分析方法综述

焦炉气副产气制氢等工艺所产工业氢气含有卤化物、烃类、CO、CO_2、甲醛、甲酸、硫化物等杂质气,不能满足质量交换膜燃料电池(PEMFC)用氢质量要求;介绍了对纯化后氢气中的痕量有害杂质是否降低到满足国际标准化组织(ISO)和美国汽车工程师学会(SAE)针对PEMFC制定的标准需要使用的一系列分析方法,如气相色谱、质谱仪、红外色谱、离子色谱、液体色谱等,比较了这些分析方法的优缺点。     

燃料电池汽车用车载汽油制氢技术发展分析

介绍了用于燃料电池汽车的几种车载汽油制氢技术，包括水蒸气重整制氢、部分氧化制氢和自热氧化制氢、等离于法制氢，指出了现有车载汽油制氢装置技术水平和美国“新一代汽车协调会”对车载汽油制氢技术的目标要求。     

燃料电池用氢气的制备工艺探讨

氢燃料电池对氢气的纯度要求极高。目前工业制氢的主要方式有化石原料制氢、工业副产气制氢和电解水制氢等,本文对这些制氢工艺的原理、产品纯度及产生的杂质进行讨论,以期找出切实可行的制氢技术,为氢燃料电池提供充足的燃料来源。     

氢气中杂质对车用燃料电池性能影响的研究进展

车用质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs）的耐久性是制约氢能在交通领域商业化应用的关键因素之一。阳极燃料气中含有的微量H₂S、CO和NH₃等杂质是影响PEMFCs耐久性的最主要因素之一。本文综述了PEMFCs阳极氢气中存在的三种关键杂质,即H₂S、CO和NH₃对PEMFCs阳极性能影响的研究进展,包括杂质毒化机制、动力学、燃料电池操作条件影响以及缓解策略,讨论了氢气杂质容限值规定的理论和实验基础。最后,指出了目前氢气杂质对车用PEMFCs影响研究存在的技术问题及未来发展方向,重点指出了根据我国PEMFCs技术发展水平精准推定满足我国车用燃料电池耐久性的氢气杂质容限值的必要性和紧迫性,从而为优化和完善我国车用燃料电池用氢质量标准提供基础数据,促进车用燃料电池寿命的提升。     

高纯气体中痕量氢气氧气的分析

高纯气体中痕量氢气、氧气的分析在众多领域已成为研究的热点,特别是在某些特殊的场合对这类气体的检测需要快速准确甚至实时在线一直是个难题。传统的方法如气相色谱法、气质联用仪等能够精确地分析氢、氧的浓度,但其成本高、装置复杂、使用和维修都比较麻烦,在一些需要原位、在线测量的场合使用会受到很大限制。本文详细介绍了两种检测痕量氢、氧传感器的结构、原理和特性,以及对这两种气体的富集预浓缩方法,希望找出更为方便快捷使用传感器检测的方法,以便拓展这类气体的分析途径,为实时在线分析检测痕量的永久性气体提供参考依据和解决方案。     

燃料电池汽车移动加氢技术的应用

燃料电池汽车的能量来源主要是氢气,由于氢气在空气中体积分数在4％～74.1％时,可被引燃爆炸,因此,对于燃料电池汽车的加氢作业应该从严管理.燃料电池汽车在开发阶段需要经过夏季、冬季以及道路适应性实验.然而,在目前国内加氢基础设施非常紧缺的大背景下,要在实验场地附近寻找合适的加氢站非常困难,移动加氢将成为燃料电池汽车开发...     

氢燃料电池汽车加氢站相关标准分析与建议

简要分析了国内外加氢站建设标准和规范发展现状。针对我国加氢站建站模式、等级划分、平面布置、管道铺设、压缩机设置、建筑及安全设施等问题,以《加氢站技术规范GB 50516—2010》为切入点,对我国加氢站设计与建设标准的制定提出了合理化建议,分析结果可供今后加氢站项目建设或标准、规范修编参考。     

燃料电池用柴油重整制氢技术现状与展望

现有储氢技术在储氢密度、能耗及相应的基础设施建设等方面存在明显短板,难以满足燃料电池技术商业化发展需求,现场制氢技术得到了广泛关注。其中,柴油重整制氢技术以其理论产氢比率高、适用领域广、基础设施完善、安全性好、成本低等优点,可广泛应用于汽车、船舶、分布式发电等民用领域以及潜艇、舰船等军事领域,成为热点研究之一。本文综述了柴油重整制氢的分类,详细介绍了蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整制氢的反应机理,并对三种重整反应的优缺点进行了对比分析;在此基础上,概述了三种重整反应国内外研究现状。总体而言,蒸汽重整产物中氢气浓度最高但系统质量较大,比较适用于固定制氢领域;自热重整技术系统结构较为紧凑,产物氢气浓度适中,比较适用于汽车等移动制氢领域;部分氧化重整技术由于产物H₂/CO比率较低,加之反应温度较高,容易发生结焦反应,目前其应用领域还相对有限。     

过氧化氢中无机杂质净化技术进展

综述了过氧化氢中无机杂质的来源和高纯过氧化氢生产中无机杂质的净化技术研究进展,这些技术包括：精馏法、离子交换树脂法、吸附法、结晶法、絮凝法、膜分离技术,以及这些技术的组合净化技术等.精馏净化产品纯度不高,但技术成熟,可工业放大;膜分离净化技术较安全,但膜的寿命短;离子交换树脂工艺简单,净化效率高,但树脂易被氧化.指出以精馏为前净化技术,再与膜分离、树脂法相结合是无机杂质去除技术的发展趋势.     

Synthesis of hydrogen peroxide in microbial fuel cell

BACKGROUND: Hydrogen peroxide (H₂O₂) is an important chemical product, and this study investigated its synthesis at the cathode of a microbial fuel cell (MFC) system using spectrographically pure graphite (SPG) rods as cathode electrode. RESULTS: Electrochemical methods showed that oxygen reduction reaction (ORR) on SPG mainly followed the two‐electron pathway yielding H₂O₂, while, the optimal condition for H₂O₂ production was in 0.1 mol L^?1 Na₂SO₄ electrolyte. When SPG was used as the cathodic electrode in the MFC system, H₂O₂ concentration reached 78.85 mg L^?1 after 12 h operation with an external resistance of 20 Ω (H₂O₂ production rate was 6.57 mg L^?1 h^?1). Coulombic efficiency, current efficiency and COD conversion efficiency were 12.26%, 69.47% and 8.51%, respectively. Repeated experiments proved this system had a stable operating performance. CONCLUSIONS: H₂O₂ was synthesized at the cathode of an MFC, and this study provides a proof‐of‐concept demonstration to realize the process of synthesizing H₂O₂ with wastewater. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

燃料电池供氢系统研究进展

对燃料电池供氢系统的研究进展进行了综述,介绍了重整制氧方法、反应器类型以及富氧气体的各种净化技术.对比了蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整3种制氢反应各自的特点,对不同反应器的研究结果及优缺点进行了分析.总结了富氢气体中CO的脱除工艺,包括选择性氧化、甲烷化、变压吸附和膜分离,其中CO选择性氧化相对其他方法更具优势.探讨了制氢过程中各种技术的特点和急需解决的问题,并对供氢系统的应用前景做了展望.     

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。     

十二烷基苯磺酸钠对燃料电池产过氧化氢的影响

用不同质量浓度的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对炭黑材料进行了改性,并制备了3种氧电极。通过极化曲线研究了其电化学活性,结果表明:加入适量的SDBS可以增加氧还原的过程。并放入燃料电池反应器里进一步研究其对产过氧化氢的影响。结果表明:过量的加入SDBS会减少过氧化氢的产量,而适量地加入SDBS,可以获得更大的电流和更高的过氧化氢产量,其过氧化氢浓度可以达到226 mmol/L;并且3个电极的电流效率都为100%。交流阻抗分析表明,适量地加入SDBS可以减小电子转移电阻和化学反应电阻,但其催化机理没有改变。     

基于氢气低温催化燃烧的燃料电池低温启动研究进展

相比于传统动力系统,基于燃料电池的动力系统具有很多优点,但在实际运用中仍有许多亟需解决的问题,其中包括燃料电池系统的低温启动问题。本文对比了各种燃料电池低温启动方案的工作机理及其优缺点,归纳并分析了氢气催化燃烧所用催化剂和催化燃烧反应过程以及燃料电池低温启动过程等方面的相关研究成果,研究了影响催化燃烧的主要因素,得出以下结论：基于氢气低温催化燃烧的燃料电池低温启动策略具有较高的可行性;在不同反应模型的情况下,氢气都可以在微尺度管道内实现稳定的燃烧;表面催化反应对空间气相反应有抑制作用;空间气相与表面催化的耦合反应能得到最高的温度;氢气/空气预混合气体入口流速、导热壁及导热壁材料、管径和当量比均对催化燃烧有着重要的影响。     

质子交换膜燃料电池用氢质量标准的发展历程和现状

氢气中杂质种类和含量水平对加氢站关键设备、氢燃料电池汽车供氢系统、燃料电池核心部件的性能和寿命有着重要的影响。国际标准化组织（ISO）以及各国标准化机构依据技术发展趋势和产业化进程特点,研制构建了系统完备、指标要求合理的燃料电池用氢质量标准体系,在氢能和燃料电池汽车技术发展中起到了基础支撑作用。本文回顾了质子交换膜燃料电池用氢质量标准的发展历程,对比分析了国内外标准的差异,认为我国质子交换膜燃料电池用氢的质量标准对杂质组分的限值要求与国际先进标准是一致的,我国产业界应充分重视标准的实施应用,积累更多的试验数据,为主导或参与国际标准制修订工作奠定基础。     

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