固体氧化物直接碳燃料电池新型阳极研究进展

固体氧化物直接碳燃料电池采用固体氧化物作为电解质, 能够将碳燃料的化学能直接转化为电能, 具有效率高、燃料适应性广、利于CO₂捕集等优点, 在能源与环境问题日益突出的现实条件下展现出广阔的应用前景。固体氧化物直接碳燃料电池中的关键问题在于研发合适的碳燃料转化阳极, 以满足反应催化、物质输运以及杂质耐受等要求。本文系统地总结并分析了多孔固体阳极、熔融碳酸盐阳极和液态金属阳极三类直接燃料电池阳极的结构特性、工作原理、材料特性等, 特别关注了以液态金属作为阳极的直接碳燃料电池, 分析了该类电极的优势, 探讨了未来固体氧化物直接碳燃料电池阳极的发展方向。     

碳基燃料固体氧化物燃料电池发展前景

以煤炭、石油、天然气为代表的化石燃料是中国乃至世界的主要能源资源,其平均发电效率低(30%左右),环境危害大,迫切需要改进。燃料电池是一种高效发电装置,将燃料的化学能直接转换为电能。在各种燃料电池中,固体氧化物燃料电池(SOFC)可以直接使用各种含碳燃料,很容易与现有能源资源供应系统兼容,一次发电效率高(50%～60%);SOFC采用全固态结构,长期稳定性好;不使用贵金属催化剂,成本低廉。SOFC尤其适用于分布式发电系统和动力电源系统。基于我国能源结构的现状和稀土资源优势,很有必要发展碳基燃料SOFC。在SOFC从示范运行逐步走向产业化应用的过程中,迫切需要进一步提高其长期稳定性并降低成本,所以今后的研究重点是碳基燃料SOFC关键材料和系统集成创新,解决其中的材料设计和制备、碳基燃料反应特性、电池构造、理论模拟、系统集成与运行过程中的基础科学和技术问题,为高效率、低成本、稳定可靠的碳基燃料SOFC系统产业化奠定基础。     

质子交换膜燃料电池产业化发展探析

正燃料电池技术是一种先进的清洁能源技术,燃料电池能够将燃料的化学能直接转化为电能,伴随高效率、无污染和长寿命等特点~([1])。此外,燃料电池发电是继水力发电、火力发电和核能发电之后的第4类发电技术。燃料电池根据电解质的类型划分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固态氧化物燃料电     

燃料电池——并不十分遥远的环保型电化学发动机

面对全球性的化石能源消耗殆尽和日益备受关注的环境保护问题,燃料电池技术以其高效和使用非化石燃料及零污染的特点,被称为21世纪最重要的环保型可再生的新能源,目前已经成为国际高新技术竞争中的热点,预计一场由燃料电池引起的人类社会能源革命已不十分遥远。燃料电池是将化学能直接转变为电能的装置,在电池工作时,燃料和氧化剂分别被输送到电池两极,发生氧化还原反应,通过外电路输出电能。与火力发电相比,关键的区别是燃料电池的能量转变过程是直接方式,不需要通过热能和动能等中间形式。与一般的电池相同,燃料电池也是由阴极、阳极和电…     

燃料电池实现商业化应用的大门正在打开--2005年全球燃料电池应用调查报告

燃料电池是一个将化学能直接转化为电能的电化学系统。依据所用电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）五类。近年来，由于PEMFC中的直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）具有激活速度快，使用的燃料为甲醇，具有储运方便且成本低等优势而倍受青睐，在全球国际大厂积极投入研发推波助澜下，技术进展迅速。     

质子交换膜燃料电池技术及产业发展概述

正一、燃料电池技术简介1.燃料电池原理及分类燃料电池(Fuel Cell)~([1])是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能"储电"而是一个"发电厂"。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。氢-氧燃料电池为最常见燃料电池,其反应原理是电解水的逆过程     

碳基燃料SOFC阳极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一类可以将燃料气体的化学能以高效而环境友好的方式直接转化为电能的电化学反应器。最近的研究趋势是发展可以直接电化学氧化碳氢化合物燃料(如天然气)的电池,但是使用碳氢化合物作为燃料时,目前最常使用的镍-氧化钇稳定的氧化锆(Ni/YSZ)金属陶瓷阳极材料具有易积碳和硫中毒的缺点。因此,研究在燃料气氛下具有混合离子-电子电导的替代阳极材料显得尤为必要。综述了以碳基燃料工作的SOFCs阳极材料研究的一些进展,并展望本领域在未来的发展趋势。     

直接醇类燃料电池的研究与发展前景综述

本综述介绍了直接醇类燃料电池的分类以及对直接甲醇燃料电池和直接乙醇燃料电池的性能进行了比对,也介绍了几种新型催化剂的研发方法及新型碳材料催化剂载体的优势所在,也从用途和来源方面介绍了直接醇类燃料电池的未来可能应用。     

燃料电池与流量传感器：重新选择能源

燃料电池现在已经开始成为各类应用的一种可行的电源选择。从排放的角度来说．它还是一个环境友好的解决方案。同时．燃料电池在效率、便携性和安静运行方面也具有优势。尽管很多燃料电池使用的是诸如丁烷、丙烷或天然气这样的碳基燃料．但是经过电化反应之后它们输出的只有电能、热量和水．没有爆炸和碳排放的问题。     

燃料电池汽车：驶向何方?

<正>燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它可以直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。世界上第一轮燃料电池汽车研发高潮在2000年左右,当时,美国、欧洲和日本的各大汽车生产厂家,无不都在加紧开发燃料电池技术,企业界尤其是各大汽车生产厂家看到燃料电池巨大的市场潜力,纷纷投入巨资,组成联盟,进行燃料电池车的相关研究、试验与生产。     

新型能源及环境材料

直接甲醇燃料电池问世一种具有原始创新性和自主知识产权、直接把燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转换成电能的直接甲醇燃料电池在山东理工大学清洁能源工程技术研究中心研发成功。这种新型燃料电池是应用山东理工大学清洁能源工程技术研究中心提出的模拟生物酶燃料电池催化剂的思路,采用廉价、性能高的模拟生物酶代替当今燃料电池中使用的价格高、资源受限的铂催化剂制成的。经过近4年的实验,终于取得实验室实验发电成功。其工作原理为直接将甲醇和水混合物送至DMFC阳极,发生电催化氧化反应生成CO2,并释放出电子和质子,电子从阳极经外…     

专利视角下的质子交换膜燃料电池产业分析

正一、概述燃料电池(Fuel Cell,FC)是一种电化学反应装置,将燃料的化学能直接转换为电能,被视为"21世纪最理想的发电装置"之一。燃料电池能量因其转换效率高、发电过程对环境影响小,只要燃料保持供应,就能够连续稳定发电,在分布式电站、电动汽车、舰船潜器、航空航天、移动通信和武器装备等领域具有广阔的应用前景~([1])。燃料电池按电解质性质可分为质子交换膜燃料电     

氢氧燃料电池

氢氧燃料电池所谓燃料电池，是由燃料（氢、烃等）、氧化剂（氧气、空气、氯气等）、电极和电解质组成。利用燃料和氧化剂之间的氧化—还原反应，可以从化学能直接生产电能。当前广泛应用于宇宙飞船的是氢氧燃料电池。在这种电池中，只要对电池系统维持一定的温度，一定的...     

燃料电池的发展与应用

正随着科技的进步,人们生活水平的提高,能源的需求也在不断增加。而消耗不可再生的化石燃料不仅会带来温室气体增加的问题,也不符合可持续发展的理念。因此,开发应用新能源技术这一课题被提上日程。燃料电池就是一种潜力巨大的新能源。燃料电池不同于蓄电池,它是直接将燃料中的化学能转化为电能的装置,且所用的燃料清洁无污染。传统的燃料电池的燃料多为氢气,反应后的产物是水,不产生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO_2)、二氧化硫、二氧化氮     

燃料电池技术开发现状及发展趋势

燃料电池（FuelCell）是一种高效、环境友好的新能源发电装置，能将燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能。在工作原理和方式上，燃料电池与普通电池（Battery）存在差别：燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是电催化和集流的转换元件，也是电化学反应的场所。燃料电池是开放体系，活性物质储存在电池之外，只要不断地供给燃料和氧化剂就能连续发电，因而容量很大。同时，     

标准早期介入燃料电池研究领域推动新技术产业化进程

一、燃料电池技术飞速发展,需要标准研究介入燃料电池是一种电化学的发电装置,将储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转化装置,被认为是21世纪首选的洁净、高效发电技术。燃料电池按其电解质的不同,可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池及固体氧化物燃料电池等。近十年来,尤以质子交换膜燃料电池(PEM-FC)的发展最快,日益受到各国政府、大公司和科研机构的重视。燃料电池既适宜于集中发电,建造大、中型电站和区域分散电站,也可作各种规格的分散电源、电动车、不依…     

纳米CeO_2与碳基低温固体氧化物燃料电池

强调了发展可再生能源的战略意义;阐明了可直接将化学能转化为电能的固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构、特征、优点、应用及其两大研究趋势;评述了目前碳基低温固体氧化物燃料电池的研究进展;重点介绍了作者所在的实验室最近在研究具有微纳结构的CeO_2对碳基低温SOFC性能的影响,并指出:研究结果是初步的,然而是十分令人鼓舞的。     

燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展

燃料电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置,具有对环境友好,能量转化率高等优点。目前,燃料电池主要以铂基催化剂为主,但铂价格昂贵,储量有限,易中毒,其商业化应用受到限制,因此开发低廉高效、来源广泛的非贵金属阴极氧还原催化剂成为研究热点。介绍了燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展。     

固体氧化物燃料电池材料研究进展与产业化现状

<正>当今世界,能源问题日益突出,环境污染日益加剧。开发新能源,减少温室气体的排放,逐渐成为人们关注的焦点。燃料电池是继水电、风电、核电、太阳能发电后出现的一种全新的发电技术[1]。燃料电池在工作的过程中不受卡诺循环限制,与传统的发电技术相比,燃料电池直接将燃料的化学能转化成电能,减少了机械做功和能量传递的过程,能量转化效率高达45%~60%。同时在能量转化过程     

直接碳燃料电池燃料的研究进展

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等优点,是缓解能源危机和环境污染的一种有效途径,其性能与所使用的燃料密切相关。本文介绍DCFC的发展历史、研究现状及发展动态,评述了煤、焦炭、活性炭、石墨等含碳物质作为DCFC燃料的优缺点,分析讨论了碳燃料的晶体结构缺陷、表面含氧官能团对阳极电化学反应的促进作用,以及碳燃料的电解质润湿能力、孔隙结构、电导率、粒径大小对阳极电化学反应的质量传递与电荷传递的相互关系;探讨了阳极催化剂促进阳极反应并提高电池性能的机制;简要讨论了DCFC碳燃料的未来发展趋势。