PEMFC用不锈钢极板的电化学表面改性研究

极板材料及其相关技术是质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术的核心之一,其性能高低对燃料电池的性能和成本都有着直接影响.通过电化学方法,对不锈钢金属极板进行表面改性处理;应用腐蚀性能实验、界面接触电阻测试和X射线光电子光谱(XPS)分析等方法,研究了表面改性对不锈钢金属极板性能的影响.实验结果表明:电化学表面改性技术可以使不锈钢金属极板表面形成的氧化膜更薄,降低其界面接触电阻;有利组分Cr的含量及其高价化合物CrC3增加,不利组分Fe的含量减少,使极板耐腐蚀性能得到提高,经过在PEMFC模拟阴极/阳极环境条件下1 000h耐久性评价后,腐蚀电流为10-6A·cm-2数量级;因此电化学表面改性的不锈钢金属极板是PEMFC极板材料的一种良好选择.     

PEMFC渗铌改性不锈钢双极板的耐蚀性研究

采用价格低廉的不锈钢做双极板可解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)价格昂贵、质量比功率和体积比功率较低的问题。然而,在复杂的PEMFC运行环境中,不锈钢的耐蚀性差对长期的电池运行造成不利影响。采用等离子表面合金化方法对304不锈钢(304SS)进行表面改性,制备了铌合金化渗扩改性层。在模拟PEMFC环境中对铌合金化渗扩改性304SS(Nb-304SS)进行了极化测试以及恒电位时间-电流测试,并与基体的测试结果对比,对其腐蚀行为和稳定性进行评价。     

石墨烯改性聚苯胺/不锈钢复合材料双极板

目前已经商品化的大部分质子交换膜燃料电池(PEMFC)基本使用石墨、贵金属作为双极板材料,存在石墨容易破碎、贵金属价格昂贵等缺点,极大地限制了燃料电池的发展。近年来复合材料双极板技术得到了国内外研究者的重视。通过将不锈钢表面改性,用电沉积方法在聚苯胺/不锈钢表面沉积一层还原氧化石墨烯(RGO)薄膜,并对薄膜的成分以及改性后双极板的导电、耐腐蚀等性能进行了分析、对比测试。结果表明,聚苯胺/不锈钢双极板的导电与耐腐蚀性能因为RGO薄膜的加入而显著提高,改性后的RGO/聚苯胺/不锈钢双极板的腐蚀电流密度下降了一个数量级,且改性后双极板的阻抗显著减小,进一步满足了PEMFC双极板对自身接触电阻的要求。     

PEMFC不锈钢双极板离子镀CrNX薄膜表面改性

用电弧离子镀膜技术通过改变N2流量的方法,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中用不锈钢双极板表面沉积一系列不同N含量的CrNx改性薄膜,对薄膜的成分、结构与接触电阻、耐蚀性能进行了测试。结果表明,沉积CrNx薄膜能够明显改善双极板的表面性能,并且其性能随着薄膜中N含量的变化而变化。与原始不锈钢相比,接触电阻降低1个数量级,耐腐蚀性能提高2个数量级。其中N含量为46.2%时,接触电阻降低到了11.8mΩ·cm(20.8MPa夹紧力);N含量为50.5%时,极化电流降低到10-7A/cm(2电极电位为0.6V)。分析表明,双极板处理后性能的改善与电弧离子镀薄膜的致密度较高,以及薄膜的成分、结构随薄膜中N含量的变化有关。     

燃料电池不锈钢双极板CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池(PEMFC)用不锈钢双极板表面沉积了不同厚度的Cr C薄膜。测试结果显示,随着薄膜厚度增加:镀膜样品表面粗糙度降低使其接触电阻降低。同时,镀膜样品的耐蚀性能和耐久性提高,在模拟腐蚀环境中的腐蚀电流密度分别降低了1个数量级(阴极)和0.5个数量级(阳极);镀膜样品在腐蚀测试过程中溶解生成的铁离子数量减少,厚度较大的薄膜可以更有效地保护不锈钢基体免受腐蚀。     

不锈钢双极板表面电弧离子镀Cr/CrN/Cr薄膜研究

用电弧离子镀方法,在质子交换膜燃料电池用不锈钢双极板试样表面沉积三明治结构的Cr/CrN/Cr多层薄膜,对双极板与碳纸的接触电阻和在模拟腐蚀液中的电化学腐蚀性能等进行了测试.结果表明,镀膜处理使不锈钢表面性能有明显改善,与原始不锈钢相比,其接触电阻降低了一个数量级;同时,电化学耐腐蚀性能也得到显著提高.分析表明,这与薄膜表面平整、致密且膜基结合力强,以及薄膜的Cr/CrN/Cr多层结构的复合作用有关.     

聚苯胺改性钢在模拟PEMFC环境下的电化学行为

利用电化学方法沉积纳米导电聚苯胺膜对质子交换膜燃料电池(PEMFC)用薄层金属双极板改性,并对改性双极板在模拟PEMFC阳极环境下的电化学性能进行了测试.结果表明,纳米聚苯胺膜层能使1Cr18Ni9Ti不锈钢在模拟腐蚀液中的腐蚀电位由-350mV提高到250mV.在模拟阳极操作电位下,经10h恒电位极化没有观察到膜层的降解和脱落.纳米导电聚苯胺膜层能显著提高不锈钢在模拟电池环境下的耐蚀性而不影响其导电性,进一步提高导电聚合物涂层性能和评价其长期效果还需进行深入的研究.     

PEMFC双极板复合镀层的耐腐蚀和导电性能

采用真空电弧离子镀的方法在质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板表面制备复合镀层,通过界面接触电阻研究镀层的导电性能.模拟燃料电池环境,研究镀层对双极板耐腐蚀性能的影响.316L不锈钢、Au/TiN和C/TiN镀层在1.5 MPa的压力下的界面接触电阻分别为30.33 mΩ·cm2、3.46 mΩ·cm2和4.54 mΩ·cm2;在模拟阴极环境下的腐蚀电流密度分别为5.12×10-7 A/cm2、1.24×10-8 A/cm2和1.36×10-8 A/cm2;在模拟阳极环境下的腐蚀电流密度分别为2.30×10-6 A/cm2、1.14×10-7 A/cm2和7.89×10-8 A/cm2.相较于不锈钢基材,Au/TiN和C/TiN镀层可提高双极板的导电性能和耐腐蚀能力.     

燃料电池不锈钢双极板CrN/CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面制备了CrN/CrC多层薄膜。测试结果表明,与未镀膜的不锈钢基体相比,镀膜不锈钢的接触电阻(120N/cm2压紧力)降低2个数量级,并且耐蚀性能显著改善,腐蚀电流密度降低0.5~1个数量级。同时,镀膜不锈钢的耐久性亦大幅提升,改性薄膜可以有效保护不锈钢基体免受腐蚀损害。     

两种不锈钢在PEMFC环境下的耐蚀性

用电化学方法测定了一种高Cr、Ni奥氏体不锈钢和316 L在25℃和70℃时含2x10-6 F-的H2SO4水溶液中的极化曲线,评价了氧化膜/碳纸和钝化膜/碳纸间的界面接触电阻.结果表明,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中,高Cr、Ni奥氏体不锈钢的耐腐蚀性优于316 L,在两种介质温度下其钝化电流密度均低于10μA/cm2.钝化膜/碳纸的界面接触电阻明显比氧化膜/碳纸高,并随介质温度提高而增加.这种高Cr、Ni奥氏体不锈钢的氧化膜/碳纸和钝化膜/碳纸的界面接触电阻明显低于316L.     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

ICEMI' 2015征文通知（英文）

正Qingdao,China7.16-19,2015The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world’s premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

锂离子电池安全性能评价研究

综合考虑锂离子电池的安全性能检测要求和重点项目,以红外热像技术检测多次循环后的电池在过充过程中的温升,利用电池程控测试仪检测电池的电学信息,建立"热电"综合评价体系,并在3 C过充电条件下,将50℃的温度极值和5.0 V的电压极值确定为量化指标,对电池体系的安全性能进行评价。该评价系统具有快速、灵敏和全场性的优点。     

某300 MW机组循环水泵出力不足的诊断分析

某300 MW机组投产以来循环水流量不足,极大地影响了机组的经济性。通过试验诊断分析得到,循环水系统设计阻力小于实际值,导致按照设计阻力选型的循环水泵出力不足,使得循环水流量偏小,影响了机组运行的真空。根据循环水系统实际阻力特性,对循环水泵进行重新选型整体改造,取得了较好的效果,与改造前相比,供电煤耗降低1.174 ~1.200 g/（kW·h）。据此,提出了循环水泵在设计选型时的注意事项。     

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究

当光伏阵列处于阴影情况下时,输出的I-V曲线呈阶梯状,相应的P-V曲线含有多个局域峰值。通过理论分析、Matlab仿真以及实验测试,研究阴影分布对光伏模组输出特性的影响。并以工程用光伏电池模型为基础,用Matlab语言建立了一个简单实用的光伏阵列辅助设计软件,利用该软件对光伏阵列在不同光照、温度、遮挡模式以及阵列结构下进行仿真研究,深入分析了光伏阵列在局部阴影下的I-V和P-V特性,给出全局最大功率点位置随遮挡模式变化的定性结论,为局部阴影下光伏阵列特性和最大功率点跟踪算法的研究提供了有力的支持。     

燃料电池堆单片电压一致性研究进展

燃料电池堆单片电压一致性是电堆工作性能好坏的重要指标之一,单片电压一致性较高,电堆性能以及稳定性较好。由于操作参数、结构以及材料等因素影响,目前燃料电池堆单片电压一致性不是很理想,特别在大电流、水热分布不均、动载荷以及长时间运行时电压一致性明显变差。介绍了单片电压一致性的评价标准以及目前的研究进展,对燃料电池堆单片电压一致性的未来发展趋势进行了总结。     

喷射混合疏水回收装置的设计及应用

超临界锅炉启动过程中将产生大量高温高压疏水,将其输入除氧器可同时实现工质和热量的回收,进一步提高机组运行经济性。因此,为保证超临界锅炉启动疏水在进入除氧器时,不致引起除氧器内件的损坏和振动,开发专用的内置疏水回收装置具有重大意义。     

海外工程项目的成本控制与管理

当今,中国工程承包业正迎来走向世界的大好机遇,随之而来的也有艰辛和风险,特别在工程成本的控制与管理层面,面临着巨大的挑战。文章在总结海外工程项目特点的基础上,指出了海外工程与国内工程项目成本构成的差异,从各方面分析海外工程项目成本构成的特点,提出控制海外工程项目成本的策略和方法,包含了如何,进行成本管理等方面的具体内容,对于承接海外工程项目、估算工程成本和提高项目管理水平有着积极的意义。     

Energy worldviews: Engaging consumers by aligning rate design strategies with personal choice

Rate design serves objectives of cost recovery, market animation, and customer incentives. Yet in the quest to find the ‘perfect equitable rate,’ many rate designers and pilots overlook the diversity of consumer attitudes. AMI enables not only interval monitoring and controls, it allows alternative pricing plans, payment options, device adoption, and generation mixes reflecting individual priorities. Connecting consumer attitudes with a portfolio approach helps regulators and utilities achieve specific goals while improving satisfaction and engagement.     

The impact of retail electricity tariff evolution on solar photovoltaic deployment

This analysis explores the impact that the evolution of retail electricity tariffs can have on the deployment of solar photovoltaics. It suggests that ignoring the evolution of tariffs resulted in up to a 36% higher prediction of the capacity of distributed PV in 2050, compared to scenarios that represented tariff evolution. Critically, the evolution of tariffs had a negligible impact on the total generation from PV—both utility-scale and distributed—in the scenarios that were examined.