新型纳米材料的制备及在燃料电池中的应用研究

催化剂和碳纳米管是燃料电池最关键的材料之一。本文介绍了纳米催化剂和碳纳米管的制备方法，分析了纳米催化剂和碳纳米管在燃料电池中的应用状况。认为，随着纳米技术的发展，先进的纳米材料必将会推动燃料电池的迅猛发展。     

低温燃料电池阳极催化剂的研究进展

阳极催化剂是低温燃料电池的关键材料之一,研制新型催化剂对燃料电池的性能及成本起着关键作用。从改变催化剂的组成、分散度及调控催化剂的表面结构3个方面综述了近年来低温燃料电池阳极催化剂的研究进展,并展望了该领域今后的发展方向。     

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。     

表征技术在燃料电池电催化剂研究中的应用

规纳了燃料电池催化剂研究中所用到的表征技术,并结合实例阐述了各种表征技术在燃料电池电催化剂研究中应用,包括电催化剂的电化学活性测试、晶体形貌及结构、活性组分的状态和催化反应的中间产物及催化机理的研究.     

介孔材料在燃料电池催化剂载体中的应用

催化剂是决定燃料电池性能、寿命、成本的关键因素之一,近年来介孔材料因其高的比表面积、独特的孔结构及良好的热稳定性,在燃料电池催化剂载体中应用广泛.简要介绍了介孔材料的合成方法,包括溶胶-凝胶法、水热法和模板合成法等.论述了近年来介孔材料在燃料电池载体中的研究进展,展望了介孔材料的发展趋势.     

硼氢化钠-质子交换膜燃料电池的研究发展趋势

对硼氢化钠-质子交换膜燃料电池的国内外近期研究进行了综述,重点分析了硼氢化钠水解制氢用催化剂的制备、性能、水解制氢副产品再生和硼氢化钠-质子交换膜燃料电池系统的装置设计,提出了多组分合金化与多孔结构化催化剂的研究思路,强调了硼氢化钠-质子交换膜燃料电池系统研制的必要性和迫切性.     

碳纳米让电池更耐用

据报道,中国科学院大连化学物理研究所燃料电池催化剂贵金属替代研究获突破。该所包信和院士带领的团队近期创造性地给金属铁纳米催化剂穿上了碳纳米层“铠甲”,极大地提高了铁基催化剂在燃料电池中的稳定性和抗中毒能力,为未来非贵金属催化剂最终在燃料电池中的应用探索了方向,也为燃料电池的大规模应用带来了新希望。     

质子交换膜燃料电池阴极铂合金催化剂研究进展

氧电极还原电催化剂对于质子交换膜燃料电池的发展具有重要的意义.综述了阴极铂合金催化剂的研究现状,包括催化剂的制备方法、影响催化剂性能的主要因素、合金催化剂性能提高的机理分析等.     

日本九州大学开发出廉价燃料电池催化剂

日本九州大学一个研究小组目前开发出一种含镍和钌的新型催化剂,可帮助大幅降低燃料电池的成本。据日本媒体8月10日报道,燃料电池在“发电”过程中,需要用昂贵的白金作催化剂,从氢元素中分离出电子,这使得燃料电池的成本居高不下。而这种新催化剂的主要成分是镍,其价格不到白金的1／10,推广使用这种催化剂,可大幅降低燃料电池成本。     

直接甲醇燃料电池电催化剂的研究进展

综述了直接甲醇燃料电池 (DMFC)电催化剂最新研究的进展 ,对贵金属基合金及其金属氧化物电催化剂等作了评述 ,介绍了目前非贵金属电催化剂研究的方向 ,同时指出了电催化剂研究面临的问题和目标     

Material issues for fuel cell applications

Abstract

Since the successful demonstration of alkaline fuel cell technology by Bacon in the 1950s fuel cells – in one guise or another – have held forth the promise of mass market commercialisation. To date this promise has yet to materialise despite the fact that many products are currently undergoing field evaluation and testing. The primary barrier that fuel cell technology must overcome relates to cost but at its heart this is a materials issue. The problems relate to electrolyte and catalyst performance and cost, chemical stability of the cell interconnect and the long-term reliability of fuel and oxidant seals. In this paper, the detailed issues facing the different types of fuel cells will be summarised and an indepth case study on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) will be presented.     

燃料电池及其材料的发展

综述了燃料电池及其材料的发展概况,着重评述了固体电解质燃料电池的发展情况和它所用的材料。如果固体电解质燃料电池达到实用化,将需要大量的氧化锆、氧化钇和氧化镧等材料。     

质子交换膜在燃料电池中的应用

质子交换膜（ＰＥＭ）燃料电池以质子交换膜为电解质，燃料电池的性能强烈地依赖于质子交换膜的特性。本文综述ＰＥＭ电池对质子交换膜的技术要求及该膜的检测和在燃料电池中的应用情况。     

质子陶瓷膜燃料电池电解质材料的研究进展

质子陶瓷膜燃料电池作为固体氧化物燃料电池低温工作的一种有效途径而受到了广泛的关注.本文介绍了以高温质子导体为电解质的质子陶瓷膜燃料电池的进展,指出传统质子陶瓷膜燃料电池较差的化学稳定性是阻碍其发展的重要因素.重点评述了近期化学稳定性好的高温质子导体电解质材料的发展以及新的掺杂体系对于经典BaCeO3基质子导体在化学稳定性、电导率和烧结活性等方面的作用,分析了高温质子导体作为电解质材料在质子陶瓷膜燃料电池发展中存在的问题和发展的方向.     

固体氧化物燃料电池电化学与热分析耦合的二维模型

计算机模拟是燃料电池设计的一个重要辅助工具。本文在分析了燃料电池的电学和热学性质之后,设计了一套二维平板型团体氧化物燃料电池(SOFC)的模拟软件,软件能回答诸如温度场分布、电流场分布、输出功率等问题,作为应用例子,该软件被用于分析比较不同气流流向(交叉流、并流、对流)设计的燃料电池工作情况,指出了它们的优缺点,为燃料电池设计提供了有益的信息。     

The promise of fuel cell-based automobiles

Fuel cell-based automobiles have gained attention in the last few years due to growing public concern about urban air pollution and consequent environmental problems. From an analysis of the power and energy requirements of a modern car, it is estimated that a base sustainable power ofca. 50 kW supplemented with short bursts up to 80 kW will suffice in most driving requirements. The energy demand depends greatly on driving characteristics but under normal usage is expected to be 200 Wh/km. The advantages and disadvantages of candidate fuel-cell systems and various fuels are considered together with the issue of whether the fuel should be converted directly in the fuel cell or should be reformed to hydrogen onboard the vehicle. For fuel cell vehicles to compete successfully with conventional internal-combustion engine vehicles, it appears that direct conversion fuel cells using probably hydrogen, but possibly methanol, are the only realistic contenders for road transportation applications. Among the available fuel cell technologies, polymer-electrolyte fuel cells directly fueled with hydrogen appear to be the best option for powering fuel cell vehicles as there is every prospect that these will exceed the performance of the internal-combustion engine vehicles but for their first cost. A target cost of $ 50/kW would be mandatory to make polymer-electrolyte fuel cells competitive with the internal combustion engines and can only be achieved with design changes that would substantially reduce the quantity of materials used. At present, prominent car manufacturers are deploying important research and development efforts to develop fuel cell vehicles and are projecting to start production by 2005.     

金刚石基燃料电池催化剂的研究进展

金刚石是由共价键方式连接的sp³杂化碳原子组成, 具有极强的稳定性。含硼金刚石(BDD)薄膜、BDD颗粒、非掺杂纳米金刚石(ND)等新型金刚石又兼具一定的导电性, 因此成为高稳定性燃料电池催化剂的理想载体材料。研究者进一步发现通过对上述新型金刚石进行适当功能化处理, 可以进一步提高催化剂的催化活性和稳定性。对金刚石进行掺杂处理, 既包括向金刚石晶格中掺杂, 也包括向金刚石衍生的石墨结构中进行掺杂, 能够得到新型高稳定性燃料电池非铂催化剂, 且金刚石sp³结构在提高非铂催化剂稳定性方面作用独特。本文总结介绍了相关研究成果, 希望能为后续研究提供参考借鉴。     

燃料电池用新型质子交换膜的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效、清洁、高能量密度和高功率密度等诸多优点正引起人们越来越多的关注和研究．目前,质子交换膜是制约PEMFC技术应用的一个主要问题．为此,开发性能良好、成本经济的新型质子交换膜是一项很有意义的工作、综述了近几年国内外在新型质子交换膜(包括全氟磺酸膜、部分含氟磺酸膜、非氟质子交换膜)方面的研究进展．     

锌空燃料电池电站

燃料电池发电技术已经受到人们越来越多的重视。介绍了利用锌空气燃料电池技术建设电站，利用分体式电极技术制造世界上最大的单电池，该电站采用独特的分离循环技术，可以提高电站总体效率。给出建设电站的相关参数。     

流延法制备单片式直接碳固体氧化物燃料电池组及其性能研究

本研究针对小型电源应用, 提出一种基于单片电解质的直接碳固体氧化物燃料电池组的设计和制备方法。采用流延成型的工艺制备YSZ平板式电解质, 通过在生坯上打孔作为电解质两侧电极的电连接通道, 在单片电解质平板上制备四节串联的电池组, 有效面积为5.6 cm ²。采用5 g担载5wt% Fe催化剂的活性炭为燃料, 对电池组的输出性能及稳定性进行测试。结果表明: 850 ℃下电池组的开路电压为3.80 V, 最大输出功率为1.66 W, 对应的功率密度为296 mW×cm ^-2。同时, 测得的四节串联电池组中的第一节单电池的最大输出功率密度为294 mW×cm ^-2, 说明该电池组中各单电池一致性良好。在800 ℃下, 电池组在300 mA的恒电流下放电11 h, 放电容量为8.42 W×h, 燃料利用率达到了~30%。本研究可以为开发直接碳固体氧化物燃料电池在便携式和分布式电源方面的应用提供参考 依据。