脉冲排放对PEMFC性能影响的研究进展

介绍脉冲排放对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能影响的研究进展,包括脉冲排放能提高氢气利用率、减少"水淹"的影响及对电池组件的影响。合理的脉冲排放周期和排放时间,可避免电池局部反应气体"饥饿",提高PEMFC的性能和寿命。应结合电池的工作参数、电池设计及电池寿命,研究合理的脉冲排放周期和排放时间。     

国产石墨烯应用于铅酸蓄电池的性能研究

对两种国产石墨烯材料设计了不同添加量方案,并以传统炭材料添加量0.3%为对比。探究不同石墨烯添加量对单体电池20小时率容量、低温起动能力、充电接受能力、循环寿命等性能的影响,并对寿命终止电池进行失效分析。实验结果表明:石墨烯B的添加量为0.3%时电池的容量、低温性能和17.5%DOD寿命综合较好。石墨烯电池的失效模式为极板泥化和活性物质脱落。通过改性石墨烯材料或降低充电电压可能会有效地提高电池的充电接受能力、60℃水损耗和循环寿命性能。     

全钒液流电池隔膜材料进展

全钒液流电池是一种新型的高效储能电池,离子交换膜作为其核心功能部件之一,得到广泛研究。本文综述了商业化和改性阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性离子交换膜的制备方法、结构特点、电池效率,并从钒电池电堆和系统性能及寿命出发,讨论了上述膜材料的优缺点。     

新型碳材料在染料敏化太阳电池中的应用

介绍了新型碳材料在染料敏化太阳电池(DSSCs)中应用的研究进展,在TiO2光电极中加入多层碳纳米管(MWCNTs)不仅能增加电子寿命,提高电池转换效率,还能减少电极裂纹,增加电极的机械强度;用碳纳米粉或碳纳米管替代Pt作为对电极能降低电池制作成本,提高电极的电化学活性,提高电池转换效率,与其他材料复合还能增加电池机械性能和环境的稳定性。综述了材料的制备工艺和MWCNTs加入比例对电池性能的影响及单层碳纳米管(SWCNT)和Ag复合作为对电极的性能。总之,新型碳材料由于其诸多的优点是应用在DSSCs中理想的电极材料。     

阳极掺杂纳米二氧化硅对PEMFC性能的影响研究

研究了质子交换膜燃料电池阳极侧加入保水剂后(纳米二氧化硅)对其性能的影响。分别考察了纳米二氧化硅以及经过磺化处理的纳米二氧化硅两种类型的保水剂,加入后对燃料电池性能以及材料憎疏水性能的影响。通过对相应材料进行电化学交流阻抗谱图以及接触角的测试,从理论上对实验结果进行了分析。结果表明经过磺化处理的纳米二氧化硅材料加入到燃料电池阳极侧后的电池性能要优于未经处理的纳米二氧化硅材料。还进一步考察了4种不同含量的纳米磺化二氧化硅保水剂的加入对燃料电池性能的影响。结果表明,加入质量分数为2.5%～5%磺化纳米二氧化硅的燃料电池,有着最好的电池性能和最小的接触电阻。最后对加入保水剂的燃料电池在低湿度下的性能及稳定性情况进行了初步的考察。     

LiPF6基电解液应用于下一代二次电池的研究进展

LiPF6是当前商品锂离子电池电解液采用的主盐,具备技术、成本和市场规模等优势,但随着下一代二次电池对比能量、寿命、安全性等性能的更高需求,LiPF6热稳定性差、在固态电解质相界面膜的成膜过程中参与度低、与新型正负极材料匹配性不佳等缺点日益凸显,人们对其在未来电池产业中的发展提出质疑.本文基于对LiPF6基础物理化学性...     

直接二甲醚燃料电池研究进展

从二甲醚(DME)燃料的特性和直接二甲醚燃料电池(DDFC)的优势出发,介绍了DDFC电池和电堆的开发和研究进展.分析了DDFC膜电极(MEA)中的关键材料,电催化剂、气体扩散层、电解质膜等对电池性能的影响.此外,总结了运行条件对电池性能的影响,并讨论了DDFC目前存在的问题和未来的发展方向.     

MH-Ni电池的发展现状与展望

ＭＨ－Ｎｉ电池是近年来碱性蓄电池领域的研究热点，本文介绍了ＭＨ－Ｎｉ电池领域在贮氢材料、金属氢化物负极、镍正极以及电池性能水平等方面的研究进展和良好的发展前景。重点介绍了贮氢材料比容量的提高及循环寿命特性的改进、镍正极体积比容量的提高以及负极表面改性等方面的研究情况，并对ＭＨ－Ｎｉ电池的综合性能的提高如电池的容量、倍率放电特性、循环寿命性能的研究进展以及ＭＨ－Ｎｉ电池的产业化状况作了简要介绍     

深循环铅酸蓄电池的研究

研究了正极合金材料、负极添加剂和正负板栅比例对深循环铅酸蓄电池循环寿命的影响。试验表明 :在Pb Sb和Pb Ca合金中添加Cd ,提高了电池的循环寿命 ,而以Pb、Sb、Cd合金作为正极材料的电池寿命最长 ;适量的负极添加剂是提高电池低温性能和充电接受性能的关键 :用量过少 ,低温性能不好 ,用量过多 ,充电接受性能较差 ;合理的正负板栅比例可以提高电池的循环寿命     

基于热管技术的锂离子电池热管理研究进展

锂电池由于具有能量密度高和使用寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车.但由于其性能和寿命对温度非常敏感,因此,设计良好的锂电池热管理系统成为电动汽车发展过程中的关键技术.介绍了温度对电池性能的影响,阐述了当前形势下电池热管理系统的标准,回顾了空气冷却、液体冷却和相变材料冷却优缺点,重点介绍了以热管技术为基础的电池热管理研究...     

Nonlinear Control of PEM Fuel Cells by Exact Linearization

This paper presents a dynamic model of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) for the purpose of constructing a nonlinear-control strategy for PEMFC by using the exact linearization approach. By introducing additional states and outputs, the original multiple-input-single-output nonlinear model of the PEMFC is transformed into a multiple-input-multiple-output system so that the exact linearization approach can be directly utilized. Simulation results show that the PEMFCs with nonlinear control have better transient and steady-state performances.     

蛇形流场PEMFC性能影响因素的数值模拟

为了研究蛇形流场质子交换膜燃料电池(PEMFC)的输出性能,分析其性能的影响因素,寻找改善其性能的方法和途径。基于多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,建立了包括阴阳极流道、扩散层、催化层及质子交换膜在内的完整的PEM燃料电池三维全流场稳态模型,在COMSOL中利用该模型对蛇形流场PEMFC进行了数值模拟和分析。模拟结果得出了在工作电压为0.7 V的条件下,蛇形流场的流型以及质子交换膜的电导率对PEMFC输出性能的影响。分析表明三蛇形流场的性能优于单蛇形流场;随着质子交换膜电导率的增大,膜内传质得以改善,可以降低传质过程中的电阻损耗,提高燃料电池的性能。模拟结果对于改善PEMFC整体性能有着重要的指导意义。     

质子交换膜燃料电池热管理研究

论述了质子交换膜燃料电池热管理的重要性以及对电池性能的影响,指出了质子交换膜燃料电池热管理的设计要求,分析比较了目前燃料电池几种常用的冷却方式,介绍了燃料电池涉及电池温度的CFD模型以及温度控制仿真模型。     

燃料电池冰点以下低温特性研究现状

在冰点温度以下的启动问题是制约质子交换膜燃料电池产业化的技术瓶颈之一.从冷启动行为与性能衰减和恢复、低温下膜中水形态、催化层电化学性能损失、扩散层、微孔层、电极孔结构破坏等方面评述了低温操作和冷启动对燃料电池电极材料、膜电极组件和电池组性能的负面影响,并对燃料电池的冷启动解决方案和防冻措施进行了分析与评价.     

质子交换膜燃料电池膜电极铂担载量分析测定

膜电极组件(Membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部分,其催化层的铂含量与电池的性能和成本密切相关.通过直接处理MEA的方法得到测试样品,然后用三种方法(石墨炉原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱和极谱分析法)分别测定其铂含量.通过对比三种方法的测试结果和理论计算值,建立了一种准确、方便的膜电极处理和铂担载量测试方法来分析、评价PEMFC的关键材料--MEA.     

质子交换膜燃料电池集流板的欧姆热效应研究

通过分析研究质子交换膜燃料电池集流板的欧姆热效应,得出了集流板欧姆热方程,并用此方程分析了不同材料、厚度、高度以及引线方式的集流板对其发热量的影响。研究发现集流板的发热量过大,会使得与其相邻的单电池由于温度过高而导致该单电池性能下降。通过对比集流板与电池的发热量,发现在一定条件下集流板的发热量已不能忽略,因而,在实际应用中必须考虑集流板的冷却设计。     

新型炭载TM-N/C氧还原反应催化剂的研究进展

燃料电池氧化还原反应具有反应速度慢、反应途径多样性的不利特点,需在催化剂作用下才能进行。对铂基催化剂的依赖使质子交换膜燃料电池(PEMFC)成本过高,限制了其大规模商业应用。研究成本低廉、有良好的ORR催化活性、对电子反应途径有好的选择性、对甲醇有耐受性、良好的稳定性的阴极催化剂是PEMFC实现大规模商业化使用的关键。过渡金属TM-N/C催化剂是近几年兴起的一类氧还原反应催化剂,被认为是最有希望取代铂基催化剂的产品。从影响催化性能的因素、催化活性位两个方面综述了TM-N/C氧还原反应催化剂的研究发展状况。     

质子交换膜燃料电池催化层设计与优化

催化层作为质子交换膜燃料电池进行电化学反应的重要场所,是膜电极的核心组成部分。叙述了催化层的组成及结构,并评述了近年来人们在催化层设计及优化方面取得的最新研究进展。     

交指型极板的质子交换膜燃料电池阴极模拟

介绍了采用交指型极板的质子交换膜 (PEM )燃料电池的工作原理 ,通过建立电池阴极数学模型揭示了电极内部的气体是通过强迫对流进行传递 ,指出这一传质机理能加快气体的传递 ,从而提高电化学反应速率 ;比较了采用交指型极板与常规极板的PEM燃料电池的局部电流密度和伏安曲线大小 ,指出交指型极板可提高电池的局部电流密度和极限电流密度 ,从而改善电池性能 ;最后指出增大电池进出口压差、减小气体扩散电极厚度以及增加极板流道个数都可以进一步改善采用交指型极板的PEM燃料电池的性能。     

Novel hydrophobic coating process for gas diffusion layer in PEMFCs

The behavior of water and gas distribution in the gas diffusion layers (GDLs) of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) were investigated analytically. In order to prevent the flooding phenomenon of the electrodes by the product water, gas diffusion layer is usually hydrophobed. Formerly, gas diffusion layer was partially coated with PTFE (polytetrafluroethylene) suspension but flaking-off of PTFE particles were observed. In this study, gas diffusion layer is coated with HTTS ((hepradecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)triethoxysilane)-derived layers having hydrophobic functional group. The influence of the HTTS coating on gas permeability and hydrophobicity of gas diffusion layer are analyzed and discussed.