手机燃料电池关键技术

在便携式电子设备对微型直接甲醇燃料电池的需求不断高涨,提出了影响微型直接甲醇燃料电池性能的关键技术.大量的便携式电子设备如手机、笔记本电脑、个人数字设备等运用广泛,为了满足其电力需求,而传统的充电电池已受到限制,燃料电池在不久的将来将取代现有的电池,但是燃料电池也面临许多问题如较低的能密度、甲醇渗透、电极易中毒等不足.未来将有新的充电电池技术产生,直接甲醇燃料电池是唯一的解决途径.     

不同蛇形流场下的直接甲醇燃料电池性能及阻抗分析

目的 研究不同实验条件下单通道蛇形流场与多通道蛇形流场直接甲醇燃料电池的性能差异与阻抗变化.方法 实验测量了蛇形流场甲醇燃料电池的伏安特性和交流阻抗,分析了流场结构、甲醇浓度和流速对电池伏安特性和交流阻抗的影响.结果 实验结果表明:多通道蛇形流场甲醇燃料电池的性能优于单通道蛇形流场甲醇燃料电池.通过等效电路分析其交流阻抗发现:多通道蛇形流场甲醇燃料电池的欧姆阻抗、电极反应阻抗都比较小;多通道蛇形流场甲醇燃料电池电极形成的双电层特性趋近电阻特性.结论 阻抗的变化是决定多通道蛇形流场甲醇燃料电池性能高于单通道蛇形流场甲醇燃料电池的重要原因.研究结果对甲醇燃料电池性能和电极优化提供了有益的参考.     

直接甲醇燃料电池用抗CO电催化剂研究进展

直接甲醇燃料电池采用甲醇为燃料,甲醇氧化所产生的毒性中间体CO会导致直接甲醇燃料电池阳极产生较高的过电位,这是影响其性能的主要原因,使用抗CO催化剂是解决该问题的根本方法.从单组分、二组分和多组分电催化剂以及非贵金属催化剂等方面,详细综述了近年来直接甲醇燃料电池用阳极电催化剂在制备方法、电催化活性和抗CO中毒等方面的研究进展.结果表明,不同的合金组成和催化剂载体以及工作温度对阳极催化剂的催化活性有着直接的影响.     

燃料电池汽车开发展望

通过对社会基础能源的全程效率分析比较，文章介绍了用燃料电池所产生的电力作为动力的燃料电池汽车（FCV），以及车用燃料电池的基本工作原理和特点。其中，详细阐述了纯氢型燃料电池汽车（H2-FCV）、车载重整型燃料电池汽车（R-FCV）和直接甲醇型燃料电池汽车（DM-FCV）的燃料系统，以及使用这些燃料系统（FCV）的开发进展，并对此进行了实用化分析。     

燃料电池的发展与应用

介绍了燃料电他的性能特点，简述了日本、美国和中国燃料电池研究发展状况，展望了燃料电池在电站、微型电源及车辆、航天航空和海洋潜艇动力源等领域的应用前景。     

燃料电池在军事上的应用研究

基于战场上特殊环境的需要及燃料电池自身的优点,对高性能军用燃料电池进行了研究.与常用的军用电池相比,燃料电池具备良好的隐身性能、快速启动以及高效、清洁、经济和安全等突出的优点,已经在军事上得到了一定程度的应用.指出了作为一种新能源技术,还存在一些如寿命、可靠性、应用环境适应性及成本还比较高的问题.提出了通过改进燃料电池技术并与现有的电池技术结合使用,燃料电池技术的应用前景.     

燃料电池电动汽车动力系统能量管理策略研究进展

燃料电池汽车以“高效、清洁、零污染”的优点被认为是未来新能源汽车的发展方向。目前全球主要汽车公司大都已经完成了燃料电池汽车的基本性能研发,中国的燃料电池汽车技术研发也取得重大进展。本文分析了国内外燃料电池乘用车、客车及物流车的动力系统应用现状和结构特性,对当前燃料电池汽车动力系统能量管理策略进行了综述,并对未来燃料电池汽车动力系统能量管理的发展进行了一定的探讨。     

微型燃料电池流场板研究进展

在环境污染日益严重的今天,作为清洁能源的燃料电池受到越来越多的关注。为了适应便携式设备的需求,燃料电池的微型化成为发展趋势。在微型燃料电池的诸多关键技术中,流场板结构及其加工成为主要困难之一。本文介绍了微型燃料电池的工作原理,探讨了包括流场板形状、微沟道尺寸和流场板开孔率等方面的流场板结构对微型燃料电池性能的影响,综述了基于MEMS技术的微流场板加工工艺。     

一种新型笔记本电脑用直接甲醇燃料电池的设计

简述一种新型笔记本电脑用直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell,DMFC）的设计,介绍了电池的组成及其零部件的结构特点,该设计具有结构简单、加注燃料方便、排气功能好等优点。     

直接内部重整固体氧化物燃料电池的性能模拟

为了研究固体氧化物燃料电池系统的输出性能,建立了直接内部重整固体氧化物燃料电池(DIR-SOFC)的集总参数模型,应用Matlab软件求解模型,并对燃料电池的各相关性能参数进行分析.模拟结果表明:在常燃料利用率条件下,燃料电池的输出电压和电流密度呈线性关系,输出功率和电流密度呈抛物形关系;在常燃料、空气输入条件下,随着燃料利用率的增大,燃料电池的电流密度逐渐增加、电压逐渐下降,且电池的效率和功率存在极值点.     

Effect of geometrical configurations on alkaline air-breathing membraneless microfluidic fuel cells with cylinder anodes

Membraneless microfluidic fuel cells(MMFCs) outperform traditional membrane-based micro-fuel cells in membraneless architecture and high surface-to-volume ratio and facile integration, but still need substantial improvement in performance. The fundamental challenges are dictated by multiphysics regarding cell configurations: the interaction of fluid flow, mass transport and electrochemical reactions. We present a numerical research that investigates the effect of geometrical configurations(rod arrangement, cell length, rod diameter and spacer configuration) on the fuel transport and performance of an alkaline MMFC with cylinder anodes. Modeling results suggest that the staggered rod arrangement outperforms the in-line case by 10.1% at 50 μL min~(–1). Cell power output and power density vary nearly linearly with the cell length. In the case with 0.7 mm anodes and 0.3 mm spacers, the increased flow resistance at anode region drives the fuel to intrude into the spacer zone, leading to fuel transport limitation at downstream. The feasibility of non-spacer configuration is demonstrated, and the power density is 93.7% higher than the baseline due to reduced cell volume and enhanced fuel transport. In addition, horizontal extension of the anode array is found to be more favorable for scale-up, the maximum power density of 181.9 mW cm~(–3) is predicted. This study provides insight into the fundamental, and offers guidance to improve the cell design for promoting performance and facilitating system integration.     

SOFC分布式热电联供系统的性能研究

对固体氧化物燃料电池(SOFC)热电联供系统(CHP)进行了研究,建立了各个组件的数学模型,并应用Matlab软件实现了系统的计算机模拟。以发电规模为20 kW的系统为研究对象,对其设计工况和运行工况进行了性能模拟,模拟结果表明,在设计点工况,系统的联供效率可达89%,系统中空气侧压缩机的功率消耗最大;在运行工况下,减小燃料利用率或增加过量空气比率均使系统的热、电效率下降,两参数对系统热效率的影响程度相当且较为显著,而燃料利用对发电效率的影响更为敏感,若需获得较高的发电效率,建议系统采取高燃料利用率的操作策略,若需获得较高的热效率,建议采取高燃料利用率或者在电堆允许的温差应力下降低过量空气比率的操作策略。整个研究工作为固体氧化物燃料电池热电联供系统的设计和操作提供了指导。     

Research of micro-EDM and its applications

A Micro Electrical Discharge Machining (MEDM) equipment was developed in this paper,on which the CNC interpolation for 3-axis linkage movement could be realized easily. By this micro-EDM equipment,the fabrication process of microelectrode,micro hole,silicon wafer and complex microstructure was discussed. The process rules of machining efficiency and the relative electrode wear rate as well as the machining mechanism and performance of silicon micro-EDM were also researched. Machining experiments showed that the microelectrode diameter as small as 6 μm and the micro hole with minimum size of 10 μm could be obtained steadily,and the maximum aspect ratios of microelectrode and micro hole were over 25 and 10 respectively. And silicon micro-EDM experiments showed that the micro beam with the aspect ratios over 15 could be obtained easily. And a micro beam with minimum size of 23 μm width on a silicon wafer with 420 μm thickness was achieved. At last,the microstructure machining technology for micro-EDM was also discussed. And a micro-facial sculpture with free space curved surface and size of 1 mm×0.3 mm×0.18 mm was also machined successfully.     

分布式发电对配电网的影响探讨

分布式发电技术以其高效环保的优点自发明之日起,就受到人们广泛关注,其形式多样,包括光伏发电、风力发电、燃料电池发电以及微型燃气轮机发电等等.分布式发电系统接入电网后会对配电网造成一定的影响,结合工程实践,从系统并网运行的角度,分析了它对电网频率、调度、网损、电能质量等的影响.研究结果表明,调整我国能源结构势在必行,发展分布式发电,要妥善处理好其对电网造成的影响.     

Pt/Nafion改性膜在直接甲醇燃料电池中的应用

为了降低由于甲醇渗透导致的电池性能损失,合成了具有阻醇作用的Pt纳米颗粒,并将其用于对Nafion膜的改性.实验结果表明:同原来的Nafion膜相比,Pt/Nafion改性膜具有更低的甲醇渗透率,在高温及高浓度甲醇的测试条件下,表现出更优异的电池性能.     

反应气体流量和背压对PEM燃料电池性能的影响

目的优化质子交换膜（PEM）燃料电池的操作参数，提高PEM燃料电池的性能和稳定性，降低成本．方法运用燃料电池测试站对有效面积为16cm^2的PEM燃料电池单体的伏安特性和功率密度进行了实验，分析了空气流量、氢气流量和背压对PEM燃料电池性能和功率密度的影响．结果试验结果发现：增大空气流量。燃料电池的性能可以持续提高；增大氢气的流量，电池性能先提高，但流量达到一定值后，性能几乎不变；增大电池背压，电池性能提高．结论电极的淹没现象主要存在于PEM燃料电池的阴极；实验条件下．氢气流量存在最佳值、     

微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

重晶石是油基钻井液的主要加重剂,但是其加重的高密度油基钻井液存在诸多问题。为了探究微锰矿粉在油基钻井液中的适用性,采用激光粒度分析仪和扫描电镜分析了重晶石和微锰矿粉的粒度分布和微观形态,对比分析了重晶石油基钻井液体系和微锰矿粉油基钻井液体系在流变性、失水造壁性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能方面的差异。结果表明,在低密度条件下,微锰矿粉体系和重晶石体系差异小;在高密度或超高密度条件下,微锰矿粉体系低黏高切,泥饼黏滞系数小于0.10,沉降密度差小于0.03 g/cm³,酸溶后渗透率恢复率大于95.00%,其流变性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能均优于重晶石体系;微锰矿粉体系比重晶石体系失水量大,泥饼质量差,建议将微锰矿粉中复配重晶石以提高体系的失水造壁性。研究结果全面揭示了微锰矿粉油基钻井液体系和重晶石油基钻井液体系性能的差异,对微锰矿粉改善高密度、超高密度油基钻井液的性能提供支撑,也为超高密度油基钻井液加重剂应用提供了新的发展方向。     

一种用于增程式低速电动汽车的铝-空气金属燃料电池系统设计

基于某微型电动汽车试验平台, 对以铝-空气金属燃料电池为辅助动力源的一款电-电增程式电动原型车的电池系统进行设计。首先对铝-空气金属燃料电池单体与集成电解液存储箱进行结构优化设计, 然后对铝-空气金属燃料电池系统及整车相关性能进行试验。结果表明, 本文研制的铝-空气金属燃料电池系统及整车性能达到了设计要求。