碳纳米管在电池工业中的潜在应用

介绍了碳纳米管的结构,叙述了碳纳米管在电池领域的潜在应用.碳纳米管是一种极具发展前途的贮氢材料,它具有较高的贮氢量,能够反复进行吸贮氢和释放氢的可逆过程;作为锂离子电极材料,碳纳米管具有高于石墨的嵌锂容量和良好的循环性能;在碳纳米管上沉积贵金属制成燃料电池的催化剂能减少贵金属的用量,降低催化剂的颗粒尺寸和提高催化剂的性能.     

降低MH/Ni电池内压添加剂的研究

在贮氢电极中添加氧还原催化剂是一种有效降低电池内压的方法。考查了含银添加剂对电池性能的影响。实验表明 ,在贮氢电极中添加 3 %质量分数的银添加剂 ,电极容量略为增加 ,且明显降低了模拟电池的析气量。     

银类添加剂对降低MH／Ni电池内压的研究

研究了含银添加剂对电池性能的影响，实验表明，在贮氢电极中添加3％的银添加剂，电极略为增加，但明显降低了模拟电池气体的析出量，因而在贮氢电极中添加银类氧化还原催化剂是一种有效降低电池内压的方法。     

非金属含碳材料在氢能燃料电池用双极板中的研究与应用进展综述

双极板对质子交换膜燃料电池的性能有重要的影响.它们是确保反应介质进入电池的媒介,而且双极板在很大程度上决定了燃料电池电堆的重量.因为重量和材料成本有直接关系,因此,双极板对燃料电池的制造成本有决定性作用.在目前的燃料电池产品中,双极板的质量可高达70％,并占电池成本的30％.增强复合双极板有独特的电学和机械性能,若解决...     

直接甲醇燃料电池无担载阳极制备新方法

提出了一种新的直接甲醇燃料电池(DMFC)无担载阳极制备方法,其特征是先用催化剂前体与聚合物电解质的溶液涂制电极,再将成形的电极中的催化剂前体还原成金属。实验结果表明,新方法所制无担载PtRu电极中Nafion的最佳含量为10%,催化剂的粒度为3～4nm;电极甲醇氧化性能优秀,在90℃、催化剂载量3.7mg/cm2Pt 2mg/cm2Ru、极化电势为0.35V的条件下可获得360mA/cm2的阳极性能。将采用新方法制得的无担载PtRu电极组装成DMFC单电池,在90℃,阴极O2压强为2.02×105Pa的条件下,电池可获得207mW/cm2的输出功率。     

质子交换膜燃料电池双极板研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,在燃料电池中主要起分隔氧化剂与还原剂、使生成的水顺利排出、分隔电池堆中的每个电池和收集输送电流的作用。质子交换膜燃料电池双极板的成本与性能对推进燃料电池的产业化进程有很大影响。双极板材料主要有无孔石墨材料、金属或合金材料以及各种复合材料,针对这些双极板材料的优缺点进行了比较。流场设计目前采用较多的是蛇形流场,其它的还有网格状流场、叉指形和肺形等。     

国产材料燃料电池膜电极的性能研究

为降低燃料电池成本,促进国产燃料电池关键材料的广泛应用,利用国产石墨碳纸、国产全氟磺酸质子交换膜、国产Pt/C催化剂等燃料电池关键材料,采用基于固体电解质支撑催化层的工艺制备了膜电极多层组件.并组装了常压氢-空质子交换膜燃料电池,并对电性能进行了测试分析.通过对国产材料膜电极催化剂层载量、平整层载量以及制备工艺的优化,制备出了性能稳定的高性能国产材料膜电极.实验结果表明,在常压、操作温度为60℃、加湿温度50℃的条件下,国产材料H2-Air燃料电池的最高比功率可达到0.55 W/cm2.实验表明.国产材料膜电极活性面积从5cm2增大到25 cm2.电池在0.5 V至开路区间的电性能几乎没有衰减,为大面积电堆的应用打下了坚实的基础.     

高性能贮氢合金电极的成分设计

MH Ni电池的关键技术是负极材料———贮氢合金 ,而贮氢合金的性能主要取决于它的成分。从MH电极失效分析和MH Ni电池对负极材料的性能要求出发 ,详细讨论了AB5 型贮氢合金的各项性能与各种合金元素之间的关系 ,这些性能包括贮氢合金的吸氢量、平衡氢压、吸放氢滞后性、单胞体积和轴比c/a的大小、显微硬度、耐蚀性、高倍率放电性能及合金电极的温度特性等。同时对非化学计量比贮氢合金和低Co、无Co贮氢合金也进行了讨论。指出了合金成分设计应考虑的各个方面。     

PEMFC关键组件的研究进展

膜电极和双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键组件。研究和开发新型的关键组件,是PEMFC实现产业化的必要条件。介绍了PEMFC关键组件的最新进展,讨论了各种材料和结构对电池性能的影响。     

超低铂担量质子交换膜燃料电池电极

为了降低质子交换膜燃料电池(PEMFC)制作成本,必须降低其电极铂担量。中国科学院大连化学物理研究所燃料电池工程中心制备的电极,铂担量已降到0.08mg/cm2。本文使用循环伏安、扫描电镜、电池评价等方法对这种电极进行了分析、表征,其催化剂利用率可以达到30%,催化层厚度大约为5μm。用这种电极与Nafion112组装的电池,性能可达到750mA/cm2,0.7V     

氧在几种多孔炭材料中的扩散性能

比较了炭涂布的Pt旋转圆盘电极的氧还原反应.研究的多孔炭包括炭黑、炭气凝胶和多壁碳纳米管.实验发现,在炭气凝胶涂布的电极上,氧还原反应的极限电流比其他两种材料大很多,说明氧在炭气凝胶中的扩散速度更快.这很可能是炭气凝胶在燃料电池阴极催化剂载体方面取得优良性能的原因之一.     

Improved PEM fuel cell electrodes by controlled self-assembly

PEM fuel cell electrodes are complex nanostructures containing catalyst, proton and electron conductors, and pores. Their properties are strongly influenced by the materials used, the ratio of proton to electron conductors, and the pore characteristics. Furthermore, the sizes and orientations of these nanoseparated phases control the transport properties. This article describes work to investigate the self-organized nature of electrode nanostructures, and methods to improve electrode properties by controled self-ordering. It also discusses the significant benefits this seems to offer in terms of greatly reduced platinum use and hence reducing the cost of such fuel cells.     

固体氧化物燃料电池阳极积碳的研究进展

从阳极材料改性和工作条件优化等方面综述抑制固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极积碳的研究进展。在阳极材料改性方面,可以改性Ni基阳极材料或开发Cu基等抗积碳阳极,替代传统Ni基材料,解决积碳问题。在工作条件优化方面,抑制积碳的重要手段有:提高水碳比,适当增加燃料中H2、CO2含量,提高电池工作时的电流密度,合理选择工作温度。     

直接甲醇燃料电池阳极基底层的研究及进展

阳极基底层是直接甲醇燃料电池中膜电极的核心部件,它起着支撑气体扩散层和催化层、传输气体和反应物的重要作用。对阳极基底层的材料、组成、结构及研究现状进行综述,介绍了阳极不同材料结构等在燃料电池中的性能及其效果,指出了研究中存在的问题,并提出阳极基底层研究方向。     

压力和温度对用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整特性的影响

采用CHEMKIN化学反应动力学软件及计算流体力学软件CFD等数值方法详细探讨了在微尺度内甲烷自热重整反应中温度和压力对出口组分摩尔分数的影响和催化壁面总积碳量的影响.结果表明,当温度超过873 K,会促进水煤气转化反应的发生,导致氢气减少、水和一氧化碳增加,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的温度不宜超过1000K,此时重整合成气中氢气的摩尔分数可达54.05%,一氧化碳的摩尔分数为9.98%;从能效、积炭和燃料电池的原料气的要求分析,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的反应压力应低于1.8105Pa;同时在1000K左右,积炭过程和消炭过程可到达一个平衡阶段,有利于催化剂寿命的延长。     

燃料电池用纳米催化剂的研究

催化剂是燃料电池的最关键材料之一 ,从降低成本、减少资源消耗的角度出发 ,研制高分散度、纳米尺寸颗粒催化剂有重要意义。采用原位还原的新技术制备高分散度纳米催化剂用于质子交换膜燃料电池 ,并采用扫描电镜、透射电镜和比表面分析等技术和分析手段对催化剂进行了表征     

复合材料双极板质子交换膜燃料电池

测定了两种树脂对导电骨料的润湿性,研究了树脂及其含量对复合材料双极板性能的影响。采用对导电骨料浸润性好的树脂作粘合剂,通过模压一次成型技术制备出复合材料双极板的电导率大于300S/cm,抗折强度大于30MPa,空气透气率为10!7cm2/s。并进行了电堆组装及电性能和稳定性测试。结果表明,在较小的电流密度(<1.0A/cm2)条件下,复合材料双极板的电性能和石墨材料双极板相当,在较大的电流密度(>1.0A/cm2)条件下,其电性能要稍优于石墨材料双极板;电池经350h放电试验并重复启动电池100次以上,双极板性能稳定。     

氢经济面临的机遇和挑战

从氢的生产、储运和应用三个方面概述了氢经济面临的机遇和挑战:氢的生产技术有化石燃料重整、太阳能制氢、生物制氢、热能制氢等;储氢方式和储氢材料有高压气瓶储氢、固体储氢材料(主要是金属和复合氢化物材料、纳米结构材料);氢的应用方面主要介绍了两种燃料电池技术,质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池。人类在这些方面已取得很大的进展,但是人类离氢经济的实现尚有不小的距离。发展可持续的制氢技术、高密集的储氢材料和先进的燃料电池技术是实现氢经济的关键。最后指出实现氢经济对中国的意义更大。     

Pump up the gas [hydrogen storage for transport applications]

This article examines the use of hydrogen as fuel for transport applications and the problems encountered in its storage. Firstly it outlines the current compressed hydrogen and liquid hydrogen schemes and their drawbacks. It then focusses on the use of solid state and porous storage materials such as metal hydrides and the ongoing research in this area. The goal is to develop a solid-state hydrogen storage tank that will not only store more hydrogen on board a fuel cell vehicle, compared to compressed and liquid hydrogen, but could be adaptable to any type of solid-state hydrogen storage. The article also discusses the use of this technology in consumer and portable power electronics.