二氧化锰为阴极催化剂的微生物燃料电池

以循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)考察MnO2对氧还原反应(ORR)的催化行为,并采用MnO2作为阴极氧还原催化剂构建微生物燃料电池(MFC)。结果表明,MnO2对ORR有显著的催化作用,而且其催化效果随电解质碱性增强而增强;当以肺炎克雷伯氏菌(L17)为产电微生物、3g/L葡萄糖为燃料、1mol/LKOH溶液为阴极液时,该MFC的最大输出功率可达696.3mW/m2,对应电流密度为0.25mA/cm2。     

管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池的研制

制备了一种新型的直接甲醇燃料电池,即管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池,采用弯曲热压法制备出管状膜电极。将管状膜电极固定在一个具有导电性能的多孔管上,制作出管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池。燃料的供给根据使用目的不同,既可以用泵连续输送,作为固定电源,也可以采用间歇式补充甲醇溶液,作为便携式电源。同时对影响电池性能的因素,如阴极催化剂的用量,甲醇的浓度和甲醇的温度等进行了考察。阴极表面催化剂的用量可以显著地影响电池的功率密度,甲醇溶液的温度也是影响电池性能的一个关键因素。在阳极催化剂的用量为2mg/cm2Pt-Ru,阴极催化剂用量为3mg/cm2Pt,甲醇溶液浓度为4mol/L,温度为80℃时,采用空气自呼吸方式,电池的功率密度达到10mW/cm2。在管的内部一次加入4mol/L的甲醇溶液,在没有任何外围设备时,常温常压下工作,一个10cm2的管状空气自呼吸直接甲醇燃料电池可以稳定提供40mW功率的时间超过5h。     

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.     

DFAFC膜电极组件阳极催化层结构的设计

设计了混合单催化层[m(PtRu)∶m(Pd)=1∶1]、双催化层[m(PtRu)∶m(Pd)=1∶1]和三层催化层[m(PtRu)∶m(Pd)∶m(PtRu)=1∶2∶1]等阳极催化层结构的膜电极组件(MEA),催化剂总载量均为8 mg/cm2。混合单催化层和三层催化层可提高直接甲酸燃料电池(DFAFC)的稳定性和燃料利用率。以2 mol/L甲醇+10 mol/L甲酸为燃料,三层催化层MEA的峰值功率密度从以10 mol/L甲酸为燃料的36.6 mW/cm2提高到43.1 mW/cm2,放电电压从0.44 V提高到0.45 V。     

直接二甲醚燃料电池的性能研究

采用Pt/C作阳极催化剂,Nafion115作电解质膜,组装成5 cm2的单体电池.研究了电池温度,二甲醚浓度和流量对直接二甲醚燃料电池(DDFG)性能的影响.实验结果表明,温度从30℃上升到80℃,电池最大比功率提高了2.5倍;二甲醚浓度为1.5 mol/L,流量为5 mL/min时电池性能最佳,其最大比功率为56 mW/cm2.     

添加剂对直接甲醇资料电池性能的影响

对直接甲醇燃料电池的研究提出了一种全新的思路 :在甲醇溶液中加入添加剂 ,通过添加剂与阳极电催化剂的协同效应 ,抑制CO对电催化剂的毒化作用 ,提高了电催化剂的催化活性 ,从而使直接甲醇燃料电池性能有了明显的提高。实验结果表明 :在CH3 OH浓度为 1mol/L ,流量为 6mL/min、空气压力为 0 .0 5MPa、温度低于 60℃的条件下 ,添加剂浓度为 0 .1mol/L时效果最佳。该添加剂特别适用于低温 (低于 60℃ )直接甲醇燃料电池     

以Fe-N/C为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池

以铝合金为阳极,Fe-N/C为阴极组装了金属过氧化氢半燃料电池,研究了H2O2浓度、KOH浓度、电解液流速及测试温度对电池性能的影响。结果表明,过氧化氢浓度为0.6 mol/L、KOH浓度为3 mol/L、电解液流速为80 mL/min时电池的开路电压为1.3 V,最大功率密度达到51 mW/cm2。恒电流放电表明电池在碱性溶液中稳定性良好。     

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。     

石墨电极棉线基微流体肼燃料电池

为找到性价比高且安全环保的供电设备,搭建以水合肼为燃料、石墨为电极以及棉线为流道材料的无催化剂微流体燃料电池(MFC),并进行性能测试。石墨管阳极、石墨棒阴极组合的MFC电化学性能最佳,电池于燃料浓度为0.075 mol/L、NaOH浓度为1.0 mol/L及电极距离为4 mm时,具有11.10μW/cm²的最大功率密度和121.45μA/cm²的电流密度。搭建的MFC具有材料简单、成本低且组装方便等特点,无需外部泵维持共层流,作为便携式设备具备集成化和小型化的潜力。     

印刷线路板在被动式DMFC中的研究

采用印刷线路板(PCB)作为被动式直接甲醇燃料电池的单极板,实现集流、串联和夹紧的一体化.设计、组装了被动直接甲醇燃料电池系统,并与笔记本电脑联试成功.电池放电性能测试结果表明.系统输出峰值功率达33 w,单位面积峰值比功率达27 mW/cm2.一次加入840 mL,2 mol/L的甲醇可使笔记本电脑工作72 min,并对甲醇燃料的法拉第效率、能量效率、比能量进行了估算,结果表明该电池系统甲醇燃料的法拉第效率达23.3%,能量效率为7.8%,比能量为475.8 Wh/kg.