甲醇浓度对被动式直接甲醇燃料电池性能的影响

利用自制的膜电极组件和自行设计开发的模具,组装成被动式直接甲醇燃料电池,测量其在不同甲醇供给浓度下的放电性能.结果表明:随着甲醇浓度的逐渐增加,被动式电池的放电性能先上升后下降,在浓度为2 mol/L时性能达到最佳.对其放电行为的分析表明,这一现象是阳极浓差极化和甲醇渗透共同作用的结果.采用GC热导的方法,对甲醇溶液的浓度进行标定,结果表明只需微量样品就可以快速、准确地测量出甲醇浓度.采用该方法对被动式单电池在长时间放电过程中燃料腔内的甲醇浓度的变化进行了检测,通过实验对此系统的法拉第效率进行了估算,结果表明该被动式直接甲醇燃料电池的法拉第效率可以达到44%.     

流延涂布法制备活性炭电极膜片的超级电容器

应用流延涂布方法制备活性炭电极膜片,采用电极膜片层叠技术制造超级电容器.由于使用价廉的粉状活性炭做电极原料,大大提高了电容器的制造效率,为大批量生产和商业化创造了条件.电化学应用测试发现KOH体系超级电容器拥有良好的电化学性能.其能量密度可达1.16 Wh/Kg,5万次充放电循环后能量损耗率小于20 %,且功率特性好,内阻和漏电流小,能够在-20 ℃～80 ℃下正常工作,保存500 d后性能基本上没有衰减.     

炭气凝胶负载PtRu纳米颗粒用作甲醇氧化催化剂

采用乙二醇还原法制备了以炭气凝胶(CA)为载体的PtRu纳米颗粒催化剂.透射电镜(TEM)观察得知:PtRu的粒径为3nm左右,且在载体CA表面均匀分散.循环伏安和恒电位测试表明:催化剂的甲醇氧化启动电位和载体的孔结构没有明显依赖关系.以平均孔径较大的炭气凝胶为载体制备的催化剂拥有较高的甲醇氧化催化活性.可以认为催化剂活性的差异主要是由其不同的传质性能决定的.甲醇在较大的孔中扩散比较快,更容易到达PtRu颗粒的表面,从而提高了贵金属Pt的利用效率.     

LiCoO2电池正极三维微结构的Monte Carlo重构及特征化

对复合电极介观微结构采用实验以及数值方法进行重构是开发锂离子电池孔尺度模型的基础和前提。本文采用Monte Carlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构,随后对重构电极进行了特征化分析,得到了微结构的连通性、比表面积等特征信息,并采用D3Q15 LBM模型计算了重构电极的有效热导率、电解液(或固相)的有效传输系数,电解液或固相的扭曲率。重建电极与实际电极的孔隙率、组分体积分数、相关函数等重要统计特性相一致。LB数值结果说明了有效传输参数与电极微构型的密切相关性。     

椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发

为了开发体积小巧、大功率放电性能优良的超级电容器,选用比表面积1 660m2/g的椰壳活性炭,采用扣式电池结构,通过恒电流充放电、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜等方法对其用于超级电容器的性能进行了考察。结果表明,选用椰壳活性炭的最大比容量为79F/g,大功率放电性能优良。继而采用该种椰壳活性炭为电极活性物质,以6m o l/L KOH为电解液,外包装采用涂覆防腐蚀尼龙层的铝箔袋软包装组装了1V、70F的超级电容器,外形尺寸为35mm×43mm×6mm。测试结果表明其比功率密度为170W/kg或330W/L,比能量密度1W h/kg,大功率放电特性较好。