直接甲醇燃料电池研究现状

直接甲醇燃料电池主要由阳极扩散层、阴极扩散层、质子交换膜等组成,通过化学反应来传递能量,催化剂和质子交换膜对直接甲醇燃料电池性能影响很大,一旦解决技术难点,未来,直接甲醇燃料电池作为新兴绿色能源,将为我国经济发展提供重要的能源支持。     

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。     

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。     

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。     

直接尿素燃料电池研究进展

直接尿素燃料电池可同时处理含尿素废水(尿液等)并发电,且Ni基材料为阳极尿素电氧化反应的有效催化剂。然而由于尿素电氧化反应复杂且缓慢的动力学使得Ni基催化剂活性低且稳定性差,导致直接尿素燃料电池功率密度普遍较低。实现其应用的关键在于对Ni基催化剂进行改性以构建高效稳定的催化剂层及其膜电极组件。因此,详细评述了组装成直接尿素燃料电池的阳极催化剂研究进展,深入分析改性后的催化剂组成结构对系统性能的影响机制(包括载体效应和协同效应),旨在为设计高效稳定的尿素电氧化催化剂提供科学依据。此外,阐述了直接尿素燃料电池系统中膜材料的研究现状及其膜电极组件的构建。最后,总结并展望了该领域的研究重点及未来研究的发展方向,为开发高性能直接尿素燃料电池以推进其商业化进程提供借鉴。     

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。     

直接甲醇燃料电池用Nafion膜及其改性研究进展

讨论了 Nafion膜在直接甲醇燃料电池中的应用 ,综述了国内外对直接甲醇燃料电池用 Nafion膜改性的最新进展。     

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。     

质子交换膜燃料电池有序化膜电极研究进展

质子交换膜燃料电池的发展和应用是促进现代生活方式低碳环保化的最重要路径之一。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件,实现膜电极结构的有序化是同时满足低铂载量和高电化学性能要求的关键。本文系统总结和分析了最近有关有序化膜电极的相关研究进展。与发展较为缓慢的质子导体有序化相比,以催化剂有序化和催化剂载体有序化为路径实现的有序化膜电极结构优化已经得到快速发展,对于促进质子交换膜燃料电池规模化应用表现出极大的发展潜力。     

直接甲醇燃料电池用阻醇质子交换膜研究进展

直接甲醇燃料电池是近十年兴起的新型燃料电池,并以其独特的优点引起了人们广泛的关注。作为其重要组成部分的质子交换膜的性质是影响电池性能的关键因素。本文在介绍近两年质子交换膜研究最新进展的基础上,综述了天然聚合物用作质子交换膜材料的研究情况,并分析了其优劣势及应用前景。     

氢燃料电池电催化剂研究进展

目前铂（Pt）及其合金仍是氢燃料电池首选催化剂,但是Pt高价格、低储量及循环稳定性差等缺点严重阻碍了氢燃料电池商业化,因此发展低成本、高性能的新型非Pt催化剂和低Pt催化剂是实现氢燃料电池商业化的关键。本文围绕燃料电池催化开发及使用过程中存在的成本、稳定性和毒化问题,回顾了近年来阴离子交换膜燃料电池和质子交换膜燃料电池催化剂分别在提高阳极催化剂活性、降低阴极催化剂成本领域的最新研究进展,包括催化剂的组成、结构以及颗粒尺寸等对催化活性、稳定性的影响。最后针对燃料电池催化剂存在的问题,指出未来应基于原位观测和表征技术加强对碱性氢氧化机理的研究,同时开发高温制备小尺寸高有序度的有序铂合金阴极催化剂的方法是未来的研究重点。     

高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展

综述了近十几年来高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用进展,指出了此类电解质目前存在的亟待解决的两个问题：咪唑类离子液体毒化Pt基催化剂和复合膜中离子液体的长期稳定性。最后对高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的发展前景作了展望,即开发与Pt基催化剂相容的离子液体聚合物电解质以及预防复合膜内离子液体的流失,即提高高温质子交换膜燃料电池的性能及长期稳定性,最终提高高温燃料电池的寿命。     

质子交换膜燃料电池仿真模型研究进展

质子交换膜燃料电池具有高效清洁等优势,是一种潜力巨大的绿色能源技术。数学模型作为一种合理可靠的工具,通过模拟电池内部的电化学传热传质过程,研究运行参数和结构参数对电池性能和寿命的影响,可以指导电池的优化设计。本文综述了近年来燃料电池催化层、气体扩散层和流道的研究模型,整理了各部件建模的影响因素和优化方法,以期对燃料电池建模以及电池各部件的优化设计起到参考作用。文中指出,考虑到现在仿真存在的局限性,未来主要研究方向为燃料电池系统研究与机理模型的结合、催化层微观结构的建模、非贵金属催化剂建模、气体扩散层衰减模型研究、大面积流道模型、三维模型温度分布研究以及全尺寸质子交换膜燃料电池模型的开发。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展

直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cells, DMFC）由于其高效、清洁等优点,成为替代化石能源的理想新能源装置。催化剂作为DMFC中重要的组成部分,通过降低反应活化能,解决甲醇需要高过电势才能被电氧化的问题。但是目前DMFC阳极催化剂存在催化活性低、抗CO毒性差以及成本较高等问题,限制了DMFC的商业化。本文介绍了甲醇的催化电氧化原理,从Pt基催化剂、非Pt基催化剂、催化剂载体三个方面对DMFC阳极催化剂国内外研究进展进行了综述。介绍了通过选择合适晶面、添加助催化剂、制备特殊形貌、选择合适的载体4种方法对提高催化剂性能、降低催化剂成本的研究现状。甲醇在Pt（100）晶面上的催化活性较好但是抗CO毒性较弱;根据双功能理论和电子调变理论,制备的Pt-M合金催化剂具有更高的抗CO毒性和甲醇催化活性;非Pt基催化剂的制备为降低催化剂成本提供了研究思路;选择合适的催化剂载体,利用载体与催化剂之间的相互作用,也成为解决DMFC阳极催化剂目前面临的易中毒、活性低、成本高等问题的解决方法。     

直接甲醇燃料电池中碳基载体材料的研究进展

甲醇氧化电催化剂是决定直接甲醇燃料电池（direct methanol fuel cells, DMFCs）性能、寿命与成本的关键。为获得高功率密度和低生产成本的DMFCs,设计合成具有组成、结构、形貌可控的阳极催化剂备受关注。阳极催化剂的颗粒尺寸、粒径分布、形貌结构、稳定性、分散性以及催化活性都和负载它的载体息息相关,而碳基载体材料由于其优异的性能被广泛应用于DMFCs领域。本文分别介绍了酸性环境和碱性环境中甲醇氧化反应的机理,然后对不同形式的碳基载体材料,例如炭黑、介孔碳、碳纳米材料、氧功能化碳、杂原子掺杂碳、以及金属氧化物改性碳作为催化剂载体在DMFCs领域中的应用进行了综述,最后对DMFCs的发展趋势进行了展望。     

燃料电池用质子交换膜电渗拖曳的研究进展

质子交换膜的电渗拖曳直接影响燃料电池的水管理和电池系统复杂性。本文对质子交换膜电渗拖曳系数的测量方法进行了综述,并指出了各种方法的优缺点。经比较发现：电渗拖曳池、氢泵、电泳核磁共振法可测量质子交换膜与液态水接触时的电渗拖曳系数,其值一般在2～5;活度梯度法和电泳核磁共振法可测量质子交换膜与气态水接触时的电渗拖曳系数。随着复合质子交换膜的发展,亟需普遍性的测量方法测定复合膜的电渗拖曳系数,为燃料电池模型提供相关的参数,以利于数学模型对质子交换膜的准确描述。     

基于质子交换膜燃料电池的微型天然气热电联产研发进展

基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的微型天然气热电联产系统有着广阔的市场发展前景。这种系统将千瓦级天然气制氢、燃料电池发电及余热利用有机的结合在一起,可以将天然气的一部分高品质的化学能通过氢气这个中间介质转化为电能,其余的低品位的能量用于采暖及生活热水供应,可有效提高系统的可用能利用程度,实现天然气这种清洁能源的"温度对口、梯级利用"。介绍了微型燃料电池热电联产系统的技术路线,并对国内外微型制氢技术的研发及热电联产系统的产业化状况进行了介绍和分析。     

高温质子交换膜研究进展

高温质子交换膜燃料电池解决了传统质子交换膜燃料电池催化剂易受CO等杂质气体毒化、水热管理复杂等问题,成为当今燃料电池发展的主要方向。高温质子交换膜是实现高温操作的关键部分。本文结合质子传递机理,分析了以水作为质子溶剂、非水质子溶剂质子交换膜以及无机固态质子导体膜的研究现状,认为有机/无机复合膜和非水质子溶剂膜,尤其是其中的磷酸掺杂的PBI膜是高温质子交换膜的发展方向。