硼氢化物直接氧化的二元催化剂研究进展

直接硼氢燃料电池(DBFC)是一种以NaBH4/KBH4碱性溶液为阳极燃料的新型燃料电池。催化剂的种类严重影响着硼氢化物的直接氧化。综述了近年来直接硼氢燃料电池(DBFC)阳极用Ni-Pt、Ni-Pd、Ag-Ni、Au-Co、Au-Pt等二元催化剂的研究现状。     

操作条件对直接NaBH4/H2O2燃料电池性能影响

直接NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)作为碱性燃料电池研究新方向,因具有高的质量比能量(9.3 kWh/g)受到广泛关注.讨论了电解质膜、电解质溶液浓度以及温度等操作条件对DBFC性能的影响,结果显示,阳极采用PVC和阴极采用MnO2的电催化剂对直接NaBH4/H2O2燃料电池具有较好催化活性,在8O℃下,以Nation 117为电解质膜.电解质溶液NaBH4和NaOH以及氧化剂H2O2浓度分别为1,0、3.0、6.0 mol/L的条件下时.电池峰值比功率达130 mW/cm2,最后指出MnO2作为阴极催化剂的DBFC克服了传统燃料电池使用贵金属催化剂以及解决燃料储运等问题,具有广阔应用前景.     

被动式直接硼氢化物燃料电池堆的设计与测试

设计了一种无膜型被动式直接硼氢化物燃料电池(DBFC)堆,对由4个电池单元(电极面积为2 cm2)通过后空翻式串联而成的电池堆研究表明:其开路电位达3.6 V,最大功率达400 mW;采用KBH4为燃料时DBFC的性能优于NaBH4;放电稳定性主要受硼氢化钾水解产生的H2气泡影响较大。     

Co_3O_4电催化BH_4~-及在DBFC燃料电池堆中的应用

将Co_3O_4应用到直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂中。循环伏安曲线、交流阻抗谱测试表明,Co_3O_4在碱性溶液中对KBH4的电氧化具有良好的催化作用;在以氢镍电池专用隔膜纸(FS2226-14E)为隔膜的条件下,与LaNiO_3/C双功能空气电极组成DBFC的最大放电功率密度为92 mW/cm~2。在此基础上,设计了一种能够实现物料互联和电子互联的圆柱DBFC堆,该电池堆由6个电池单元(有效电极面积1 cm2)组成的电池堆进行了结构设计,采用3D打印技术进行一次成型,选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,密度为1.02 g/cm~3)为电池堆材料,对电池堆的电性能测试表明:开路电压可达6.2 V,最大功率为425 mW(对应的放电电流为120 m A),且具有良好的稳定性。     

催化剂载体对DBFC性能的影响

直接硼氢燃料电池(DBFC),是一种新型的高比能便携式电源,其电池电势(1.64 V)及理论比能量(9 300 Wh/kgNaBH4)均高于直接甲醇燃料电池.为了实现BH4-的8电子完全氧化,分别以Ketjen炭黑、Vxc-72R炭黑为载体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的Au/C催化剂,并采用分层装配的方法组装了单电池,考察了催化剂载体及载体处理对电池性能的影响.结果表明,溶胶-凝胶法是制备纳米级高分散Au/C催化剂的有效方法,Ketjen炭黑载体明显优于Vxc-72 R炭黑,载体经酸处理后可大大提高电池的性能.     

DBFC用Au基阳极催化材料及反应机理研究

直接硼氢化物燃料电池是一种极具发展潜力的新型能源,其阳极材料对直接硼氢化物燃料电池性能起关键作用,在目前已研究的贵金属阳极催化剂中,Au对BH4-有较好的直接氧化催化作用,可有效抑制BH4-的水解析氢,被认为是一种高法拉第效率的电催化材料,因而受到许多研究者的关注。对近年来报道的DBFC用Au基阳极催化材料以及BH4-在Au阳极材料上的电氧化反应机理进行分析,并对该类材料的进一步发展提出展望。     

燃料电池

介绍了一些主要类型燃料电池(碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物电解质燃料电池、离子交换膜燃料电池和直接氧化甲醇燃料电池)的新进展.讨论了它们可能的应用前景.     

铂基/石墨烯催化剂在燃料电池中的应用

综述了石墨烯负载不同形貌铂(Pt)基催化剂(如球形、核壳结构、空心球、花状和立方体形)的制备及在质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池及直接乙醇燃料电池等低温燃料电池中的应用进展,并对相关研究的发展进行展望。     

直接碳燃料电池阳极反应特性研究

直接碳燃料电池(DCFC)具有能量转化效率高、污染低、燃料来源广等突出优点,被认为是缓解能源危机和环境污染的有效途径,而固体氧化物直接碳燃料电池(SO-DCFC)因其腐蚀性小、寿命长等优点是一种具有发展潜力的燃料电池。以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质组装对称电池,研究操作温度、阳极燃料特性、阳极气氛等对电池性能的影响。结果表明,随着操作温度的降低,电池欧姆电阻变大,电池性能下降。阳极燃料特性是影响电池性能的关键因素,以活性炭、半焦、石墨为燃料的DCFC性能顺序为活性炭半焦石墨;燃料中混合碳酸盐能明显改善DCFC性能,当碳酸盐混合半焦作为燃料时,电池功率密度达到25 m W/cm2。阳极载气为CO2能促进阳极CO生成,提高电池性能,而N2载气稀释阳极反应气浓度,降低电池性能。     

索尼公司新型生物燃料电池

<正>生物燃料电池的结构生物燃料电池是将燃料(有机物质)的化学能直接转化为电能的一种装置。因其所使用的有机物质如甲醇、乙醇、葡萄糖等生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能,是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的,无限量地存在于地球上,所以生物燃料电池是一种真正有希望长期运行的燃料电池。根据催化剂的种类可分为微生物燃料电池和酶法生物燃料电池,微生     

化学氢化物催化水解供氢技术

化学氢化物在储氢容量上具有其他材料无法比拟的优势(如NaBH4的储氢容量的质量分数为10.8%),且通过简单的水解反应即可放出氢气。以NaBH4为代表的化学氢化物催化水解制氢技术因其储氢量高、反应可控且条件温和成为研究热点。综述了化学氢化物催化水解制氢的研究进展,着重介绍了催化剂的研究进展。化学氢化物水解制氢可以用作燃料电池和其它备用电源的燃料氢源。     

硼氢化钠在聚合物电解质膜燃料电池中的应用

间接硼氢化钠燃料电池(B-PEMFC)的氢源具有储氢效率高、长期存储稳定、制氢速率可控、水解产物环境友好及副产物偏硼酸钠(NaBO2)可回收利用等优点,但存在硼氢化钠(NaBH4)价格高、水解催化剂寿命短、NaBO2结晶析出和水热管理等问题;直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)具有能量密度和开路电压较高、阳极催化剂价格低以及结构简单的优点,但存在BH4-在阳极水解和渗透的问题。     

基于硼氢化钠制氢燃料电池供氢系统设计

设计了一种基于硼氢化钠水解制氢技术的燃料电池供氢系统,包括硼氢化钠制氢装置及其控制系统.该系统利用单片微控制器对硼氢化钠制氢系统中的温度、流量、压力等多参数进行集成控制,实现反应系统安全可靠、自动化的要求,可以直接为燃料电池提供流量和压力可调的氢源.     

直接硼氢化钠燃料电池的研究进展

综述了直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)的催化剂、电解液、隔膜以及工作条件的研究进展,并对硼氢根(BH4-)水解和NaBH4"穿透"等进行了论述.     

碱性BH4-在铜阳极上的电化学行为

用线性极化方法研究了铜对BH4-氧化的电化学行为。室温下,在2.0 mol/L NaBH4 2.0 mol/L NaOH的阳极电解液中,由铜阳极、铂阴极和NRE-212膜组成的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的最大电流密度和最大功率密度分别为235mA/cm2和46.14 mW/cm2;用恒流法以20 mA/cm2进行寿命测试,电压在0.6 V左右稳定达50 h。扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)测试的结果表明:实验中阳极表面形貌不断变化,但始终为铜单质。     

钴酞菁为阴极催化剂的直接硼氢化物燃料电池

直接硼氢化物燃料电池(DBFC)因其高的理论电压和阳极电氧化速率而引起广泛的关注。在本研究中,建立了以碳载钴酞菁(CoPc/C)为阴极催化剂、AB5型储氢合金为阳极催化剂的DBFC体系,测试表明,CoPc/C阴极在BH4-碱性溶液中不仅表现出优越的氧还原催化活性,而且对BH4-没有催化活性,因此,在此体系中的DBFC可以不使用任何离子交换膜。实验中测得的最大功率密度为65mW/cm2,并具有良好的稳定性。     

硼氢化钠水解给PEMFC供氢的研究

硼氢化钠因具有较高的理论储氢密度(10.7%)、可长期稳定储存、水解过程温和,并且规模可以根据用户需要而调整、全过程环境友好等优点,其水解制氢可作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)供电系统的在线氢源,是近年来被广泛关注的制氢技术.使用自制的水解制氢催化剂及制氢装置,研究了硼氢化钠水解氢气对PEMFC单电池以及电堆性能的影响,发现在试验条件下该制氢装置给小功率(<60W)PEMFC供氢时,电池性能与气瓶供氢时基本相同;而给较大功率(如500 W)PEMFC供氢时,电池逐渐被毒化,性能远低于使用纯氢时且性能不可恢复.