阴离子膜直接甲醇燃料电池

目前质子交换膜直接甲醇燃料电池(PEM-DMFC)面临着甲醇在阳极的电氧化性能差和甲醇从阳极渗透到阴极严重这两大难题。阴离子膜直接甲醇燃料电池(AEM-DMFC)由于采用碱性体系阴阳极的电催化性能大幅提高,电渗析方向的改变减小了甲醇从阳极向阴极的渗透,这些优点有望解决PEM-DMFC目前所面临的难题。主要论述了阴离子膜DMFC的原理,及与质子膜DMFC对比,并对甲醇在碱性条件下电氧化催化剂,氧化机理及反应速率影响因素进行介绍和评述以及对AEM-DMFC的发展做出了展望。     

碱性直接甲醇燃料电池的研究进展

甲醇及非贵金属在碱性介质中的氧化特点和高活性为直接甲醇燃料电池的发展开辟了新的方向,即碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC).综述了ADMFC的特点、研究现状及面临的挑战和发展趋势.     

液体进料直接甲醇燃料电池的电化学性能

采用循环伏安法、交流阻抗法和稳态电流 电压极化曲线法,研究了不同操作条件下液体进料直接甲醇燃料电池(DMFC)的放电性能,分析了甲醇浓度、电池工作温度和氧气压力对电极反应的影响。DMFC的放电性能因电池工作温度和氧气压力的提高而改善。增大甲醇浓度,阳极反应动力学性能改善,浓差极化被推迟,但甲醇穿透量同时增加。电池性能在甲醇浓度为2.0mol/L时达到最佳。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展

直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂是DMFC的关键材料之一,其电化学活性的大小对燃料电池的性能及成本起着关键作用.简要介绍了DMFC阳极催化剂的电催化氧化机理,并探讨了在目前研究中存在的问题和今后努力的方向,对研究DMFC阳极催化剂具有很好的参考价值.     

直接甲醇燃料电池阳极铂辅助催化剂

介绍了直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作原理、存在的主要问题及解决办法,详细阐述了几种阳极铂辅助催化剂钌、钨、钼、钛等元素或化合物对甲醇电催化氧化的作用机理和优缺点;分析了DMFC存在的优势以及发展速度比其它燃料电池缓慢的主要因素。     

直接甲醇燃料电池模型研究进展

综述了近五年直接甲醇燃料电池(DMFC)数学模型的研究进展。对现有DMFC模型进行分类,并按照结构组成的分类方法,具体介绍了组成单电池各部分组件数学模型的最新进展。提出基于反应机理的多尺度传递模型会更有效地描述DMFC中的传递现象和反应过程。     

直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究

采用化学镀方法成功制备了Pd/Nafion复合膜.用极限电流、循环伏安和阳极极化等方法对低温、高浓度进料条件下Pd/Nafion复合膜直接甲醇燃料电池(DMFC)进行研究.结果表明,Pd膜对甲醇电氧化无明显催化作用;在高浓度时抑制甲醇渗透效果明显,30 ℃时,5 mol/L甲醇的渗透极限电流密度从267 mA/cm2降低为170 mA/cm2;低温时,甲醇氧化表观反应级数不为0.     

直接甲醇燃料电池质子交换膜改性研究

直接甲醇燃料电池通常使用美国杜邦公司生产的Nafion膜作固体电解质膜,但甲醇易于通过Nafion膜向阴极渗透。解决这一问题是直接甲醇燃料电池研究领域中的热门课题。简单介绍了Nafion膜的结构及其优缺点,然后对目前各种基于Nafion膜的改性研究和新型质子交换膜的制备与性能研究现状进行了综述。     

直接甲醇燃料电池膜电极电化学性能影响因素

研究了温度、Nafion膜类型、甲醇浓度和甲醇流量对直接甲醇燃料电池 (DMFC)膜电极 (MEA )电化学性能的影响。甲醇流量的改变几乎不影响膜电极性能 ,而温度、Nafion膜类型和甲醇浓度对膜电极电化学性能有明显影响。在阴极为常压空气的条件下 ,本实验得到的MEA的最佳运行参数为 :t=60℃ ,聚合物电解质为Nafion 117膜 ,甲醇浓度为 1mol/L ,甲醇流量为 1ml/min或 6ml/min。     

直接甲醇燃料电池膜电极性能衰减分析

分析了“自呼吸式”直接甲醇燃料电池膜电极性能衰减的因素及其影响程度.通过对膜电极进行2 000 h恒电流(25 mA/cm2)放电,对比了放电前后的极化曲线、交流阻抗谱及电化学活性面积.恒电流放电后,膜电极的最大功率密度从初始的29.1 mW/cm2下降到21.8 mW/cm2,开路电压基本不变;交流阻抗谱定量分析表明,阴极的电阻明显大于阳极,并且对膜电极性能衰减的影响程度是:阴极＞＞阳极＞质子交换膜;循环伏安测试显示阴极催化剂电化学活性面积的衰减为21％,明显大于阳极催化剂的衰减2％.     

High temperature polymer electrolyte membrane fuel cell

Proton exchange membrane fuel cells(PEMFC)have beenconsidered as a suitable alternative to internal combustion enginesbecause of their high power density,high-energy conversion effi-ciency andlowemissionlevel·However,the current PEMFCtech-nology suffers …     

自呼吸式直接甲醇燃料电池混合系统的研究

目呼吸式直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种没有辅助设备的便携式电源.由于自呼吸式DMFC输出性能较差,且负载在突然变化时不能及时响应并满足负载瞬时功率需求,因此通常需要添加辅助电源在负载变化时进行充电或放电,即采用混合供电模式.主要是对聚合物锂电池和超级电容组成的两种不同混合电源系统进行研究,通过实验表明;超级电容的混合电源系统可以更快的响应负载的变化.     

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。     

质子交换膜和直接甲醇燃料电池研究进展

介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)的一些国内外新进展,简述这两类电池存在的主要问题及关键技术.对发展聚合物膜燃料电池提出了建议.     

直接甲醇燃料电池的阳极二元催化剂

介绍了直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂的研究状况、催化性能和机理.以Pt-Ru催化剂为例,综述了制备二元催化剂的影响因素(前驱体和添加剂).     

直接甲醇燃料电池性能研究

研究了聚合物电解质膜直接甲醇燃料电池性能。 2 0 %Pt -10 %Ru/C和 2 0 %Pt/C分别作为甲醇氧化和氧还原催化剂。通过改变甲醇阳极催化层中Nafion与PTFE的含量研究了电池的电流 -电压特性。结果表明 ,催化层中Nafion含量的影响对电池性能至关重要 ,而PTFE的影响则较小。研究得出催化层中Nafion的最佳含量为 7%。通过在电极表面刷一层Nafion溶液 ,明显提高了电池性能。在低Pt载量条件下 ,即阳极Pt含量 0 .6mg/cm2 ,阴极Pt含量 1.1mg/cm2 ,阴极空气近大气压条件下 ,t =60℃ ,甲醇浓度 1mol/L时 ,单电池开路电压为 0 .6V左右 ,0 .4V时电流密度为 3 0mA/cm2 ,0 .2V时电流密度为 10 6mA/cm2 。甲醇阳极催化层表面的扫描电镜 (SEM )观察表明催化层中Nafion含量不同 ,电极结构不同。     

磺化皂土改性直接甲醇燃料电池用Nafion膜

以磺化皂土和正硅酸乙酯(TEOS)为掺杂物,采用溶胶-凝胶法掺杂改性Nafion 212膜,并制成膜电极组件(MEA)。通过计时电流、交流阻抗等测试,研究了Nafion 212膜改性前后的甲醇渗透系数、质子电导率及电池功率密度等。改性后的Nafion 212膜,甲醇渗透系数比改性前降低了86%,质子导电率达到69.6 mS/cm;单体电池性能和甲醇渗透电流测试发现:改性膜制备的MEA的甲醇渗透电流密度在30℃和55℃时分别比改性前降低67.7 mA/cm2和61.5 mA/cm2。