质子交换膜燃料电池研究进展

由于质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有能量转化效率高、寿命长、比功率和比能量高、以及对环境友好等优点,近年来得到迅速发展.笔者综述了PEMFC的特点,分析了PEMFC在国内外的最新研究进展,介绍了PEMFC的应用前景,并指出了PEMFC研究当前需要解决的技术问题及其发展趋势.     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

介绍了三类质子交换膜,包括全氟磺酸膜、磺化聚芳烃系列膜和复合型质子交换膜,主要分析了每种膜的优缺点以及在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的应用前景.     

燃料电池用质子交换膜

介绍了燃料电池用含氟质子交换膜的研究历程、应用、结构与性能的关系及当前针对性的改进,归纳了磺化碳氢聚合物、有机无机复合物、离子交联聚合物和无机固体酸等非氟质子交换膜的代表性研究,指出了各利非氟质子交换膜的优点和不足,对质子交换膜的发展做了相应的展望。     

燃料电池用非氟复合质子交换膜的研究进展

介绍了几种非氟复合质子交换膜,包括有机-无机杂化材料质子交换膜(ORMOER)和基于聚苯并咪唑(PBI)、磺化聚醚醚酮(SPEEK)的复合质子交换膜,主要从制备方法出发分析了每种复合膜的优缺点以及在燃料电池(PEMFC)中的应用前景。     

直接甲醇燃料电池用质子交换膜的研究进展

综述了质子交换膜在直接甲醇燃料电池中的作用和要求,目前质子交换膜的研究进展,重点介绍了适用于直接甲醇燃料电池用质子交换膜的各种材料的改性方法。按照物理和化学两种方法对几类质子交换膜材料进行改性。同时对比了改性前和改性后各种聚合物膜的物性特点。     

基于无机固体酸的燃料电池用质子交换膜的研究进展

概述了基于无机固体酸的燃料电池用质子交换膜的发展背景以及研究现状,较详细地介绍了这类电解质膜的导电机理及其在机理方面的研究,展望了其发展前景,也提出了固体酸电解质膜应用中必须解决的问题.     

质子交换膜燃料电池研究进展

介绍了燃料电池的工作原理及目前世界上主要燃料电池的主要特性;综述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的主要基础研究进展;简单介绍了PEMFC关键部件的研究方向。     

碱性燃料电池用阴离子交换膜的研究进展

阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）因其具有环境友好、可使用非贵金属催化剂、电极反应速率快等特点而受到广泛关注。阴离子交换膜（AEMs）是AEMFCs的核心部件,其性质决定着燃料电池的性能、能量效率和使用寿命。从具有不同骨架结构的聚合物出发,介绍了聚苯醚、聚芳醚砜、聚烯烃和聚苯并咪唑等不同聚合物骨架结构的阴离子交换膜的制备、性能和应用,同时对具有不同聚合物骨架结构的阴离子交换膜在应用方面存在的问题及应用前景进行了评论和展望。     

质子交换膜燃料电池技术的发展动向

目前 ,燃料电池技术已经从实验室研究逐渐走向规模化、实用化的开发 ,其研发模式也由单纯的科研机构研究转向政府、企业和科研机构三者的结合。本文评述了燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池的应用和研发状况。简介了国际国内燃料电池领域内政府的支持和推动 ,以及企业的开发情况。并提出了燃料电池在普及中所面临的关键问题     

质子交换膜燃料电池用催化剂及其电极的研究进展

膜电极(MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心技术。膜电极包含的催化剂层、材料和结构等对PEMFC的性能影响很大。催化剂面层上供三相(质子、电子、气体)用的通道对于电池使用时的催化作用是必不可少的。介绍了近几年催化剂的研究进展,看重对三相通道进行了详细叙述。也回顾了一些用于改善催化剂活性的其他方法,如阴极催化、合金催化剂,根据这些进展,对今后的研究方向提出了建议。     

高温质子交换膜燃料电池机理模型研究进展

建立高温质子交换膜燃料电池的机理模型可以加深对其内部传递现象和反应机理的认识,同时可以预测不同参数下燃料电池的性能,对优化电池的操作条件和结构参数等具有重要的指导意义。对现有的高温质子交换膜燃料电池机理模型进行了评述,分析了基于磷酸掺杂聚苯并咪唑膜(H3PO4/PBI)不同维数的稳态和动态模型及基于其他复合膜模型的优点和不足,并指出了高温质子交换膜燃料电池模型的研究方向。     

质子交换膜燃料电池关键技术研究进展

简述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理及特点;综述了PEMFC关键技术的最新研究进展,包括质子交换膜合成、电催化剂制备、膜电极工艺及水管理和热控制;并简介了我国PEMFC的开发情况。     

质子交换膜燃料电池研究现状及发展

质子交换膜燃料电池是一种高效清洁的发电技术,具有反应动力学快、启动温度低等特点。目前质子交换膜燃料电池技术发展迅速,有望得到广泛推广和普及。本文从质子交换膜燃料电池核心组件出发,对近年来质子交换膜燃料电池的发展进行了简要概述。从材料出发,对核心组件进行分类,详细介绍了质子交换膜、催化剂以及气体扩散层的研究现状和技术特点,综述了各组件的研究方法、改进方法以及研究进展,展望了质子交换膜燃料电池的研究方向和未来发展趋势。基于高温环境下的各种优势,具有短侧链、低当量的且适用于高温低湿环境的质子交换膜仍将是重点研究对象。质子交换膜燃料电池将进一步向低Pt甚至无Pt方向发展,同时未来将实现无增湿条件下的水平衡。     

带增湿区的质子交换膜燃料电池

Water management is of great importance to maintain performance and durability of proton exchange membrane fuel cells. This paper presents a novel proton exchange membrane (PEM) fuel cell with a humidification zone in the membrane electrode assembly (MEA) of each cell, in which the moisture of the cathode exhaust gas could transfer through the membrane to humidify anode or cathode dry gas. With a simple model, the relative humidity (RH) of the dry air exhaust from a membrane humidifier with 100% RH stream as a counter flow is calculated to be 60.0%, which is very close to the experimental result (62.2%). Fuel cell performances with hydrogen humidifying, air humidifying and no humidifying are compared at 50, 60 and 70˚C and the results indicate that humidifying is necessary and the novel design with humidifying zone in MEA is effective to humidify dry reactants. The hydrogen humidifying shows better performance in short term, while water recovered is limited and the stability is not as good as air hu-midifying. It is recommended that both air and hydrogen should be humidified with proper design of the humidifying zones in MEA and plates.     

质子交换膜燃料电池技术的发展及应用

概述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展历史和现状,并对其应用前景进行了展望;对质子交换膜燃料电池的膜、膜电极、电催化剂和双极板等关键技术进行了简要介绍。     

六元环型磺化聚酰亚胺类质子交换膜

磺化聚酰亚胺是一类很有希望在燃料电池中获得应用的质子交换膜材料。本文对近年来六元环型磺化聚酰亚胺的制备、磺化聚酰亚胺质子交换膜的各项性能做了一定的归纳与分析。重点介绍了耐水性、耐久性、离子交换容量、质子电导率四个方面的测试方法及影响因素,指出目前存在的问题并预测了今后重点研究的方向。     

质子交换膜燃料电池的研究进展

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种高效节能、工作稳定、环境友好的理想发电装置。质子交换膜是PEMFC的核心组成,是一种选择透过性膜,主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。PEMFC用电催化剂主要为铂系电催化剂,为降低成本,提高铂的利用率和开发非铂系催化剂是今后催化剂研究的主要方向之一。对PEMFC电极的工作原理,关键组件及电池的水管理、热管理方法等作了综述。     

Impact of Ionomer Content on Proton Exchange Membrane Fuel Cell Performance

The effect of Nafion ionomer content on performance of a proton exchange membrane (PEM) fuel cell operated with home‐made anodic and cathodic electrodes fabricated from a novel metal organic framework (MOF) derived Pt‐based electrocatalyst was investigated via numerical simulation and experimental measurement. First, the parameter sensitivity analysis was performed to identify the most influential parameters of the model. Then, these parameters were calibrated for different fuel cell designs investigated in the current study by employing the corresponding experimental data. Afterwards, the calibrated model was used to examine the impact of Nafion content in the catalyst layer of home‐made electrodes. Finally, the qualitative trend predicted by this model was experimentally surveyed by varying the Nafion content between 10–50 wt.% in the catalyst layer of home‐made electrodes. At the anode side, the performance of home‐made electrode in a PEM fuel cell demonstrated small dependency on Nafion content. For the cathodic home‐made electrode, Nafion content was found to affect the PEM fuel cell performance more strongly. Although the model could correctly capture the impact of Nafion content on calculated polarization curves, the model predicted optimum values significantly deviate from the experimental results. This was related to the several simplifications made during model development.