质子交换膜燃料电池启停控制策略研究进展

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的耐久性是制约其商业化发展的一个重要因素。影响PEMFC寿命的因素非常多,而车载燃料电池发动机不可避免的要经历频繁启停的工况,那么如何减少PEMFC电堆在启停过程中的性能衰减是至关重要的。本文主要介绍了PEMFC在启停过程中衰减的机理,并从启停控制策略的角度,综述了改进PEMFC寿命和耐久性的办法,指出了研究中所存在的问题,提出了启停控制策略研究的发展方向。     

IrO_2复合涂层电极的研究进展

IrO_2复合物具有优良的耐腐蚀、抗氧化特性和电化学特性,被应用于析氧催化与氧还原催化领域。本文综述了近几年来IrO_2复合涂层电极的研究进展,主要包括IrO_2晶体结构特点、IrO_2复合涂层电极制备方法以及复合涂层电极在析氧催化与氧还原催化领域的相关研究。     

菜籽粕贮藏蛋白制备及功能性质研究

本实验主要对双低菜籽种子贮藏蛋白的营养价值和功能特性进行研究。以脱皮脱脂冷榨双低菜籽粕为原料,分离提取得到种子贮藏蛋白清蛋白及球蛋白,清蛋白及球蛋白含量分别占菜籽粕蛋白的20.8%和60.2%,且抗营养因子含量均大幅度降低;氨基酸测定结果表明贮藏蛋白氨基酸组成平衡,必需氨基酸组成模式符合FAO/WHO标准;对种子贮藏蛋白的溶解性、吸油性、乳化性、乳化稳定性、起泡性、起泡稳定性等功能特性进行测定,结果表明其功能特性良好。     

国产碳纤维纸合成PEMFC气体扩散层

以国产碳纤维纸为基体、酚醛树脂为粘接剂,采用液相浸渍法对碳纤维纸进行导电碳黑填充,合成了适合质子交换膜燃料电池扩散层使用的碳纤维纸。采用Pt载量为0．6mg／cm^2的MEA,在70℃H2／O2常压条件下对碳纤维纸组装的单体电池进行了性能测试,测试结果表明：电池输出性能良好,在0．55V时输出功率为520mW／cm^2。     

改性全氟磺酸阻醇膜研究进展

全氟磺酸质子交换膜以其优良的化学稳定性、热稳定性和电导率而广泛应用于直接甲醇燃料电池。然而全氟磺酸质子交换膜存在严重的甲醇渗透问题,致使其在直接甲醇燃料电池中的应用受到了限制。讨论了甲醇在Nation膜中的渗透机理,综述了降低甲醇渗透率的方法,并从电导率和甲醇渗透率的角度对这些方法作出了评论。     

PEMFC动态加载时的内阻特性

分析了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的电阻组成,讨论了电池在不同加载策略下其电阻的动态变化情况,并结合在线测得的电池内阻值进行分析,从膜内水含量的角度讨论内阻变化原因,指出电池在不同电流密度下均对应一个相应的内阻值,电流密度越大,电池的内阻值越小;定义了起始内阻Ri的概念,发现电池动态加载时,起始内阻越小,极化程度越小;实验结果发现,电池水淹时内阻会持续下降,提出可以利用实时电池内阻的大小判断电池的实时运行情况。     

质子交换膜燃料电池极限电流密度分析

从分子运动理论出发,考虑扩散层对传质影响,按照扩散规律,建立一定的模型,对氢氧质子交换膜燃料电池的阴极和阳极极限电流进行了理论研究和具体计算。结果表明：极限电流都随扩散层厚度的增加而显著下降。在温度为60℃、压强为1个标准大气压的标准状态下,扩散层厚度为零时,氢气和氧气的极限电流密度最大分别为2.18×10^5A/cm^2与5.45×10^4A/cm^2;当扩散层厚度为0.2mm时,极限电流密度分别降至1.5×10^3A/cm^2和2.2×10^2A/cm^2。     

燃料电池质子交换膜内部增湿的研究

某些质子交换膜必须在含有水分的条件下才能显示出优异的综合性能。介绍了采用硅酸盐水泥与导电陶瓷Ti3SiC2,通过室温模压的方法制备具有增湿功能的导电复合材料;报道了该复合材料的电导率和含水率,以及借助扫描电镜观察到的微观结构,分析了影响复合材料导电性的因素。实验结果表明：水泥／Ti3SiC2复合材料可改进质子交换膜燃料电池双极板的增湿功能,但需进一步提高其电导率。     

压力作用下质子交换膜中水分布研究

质子交换膜中的水含量及水在质子交换膜中的分布直接影响着质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能.有不少学者按Springer模型,基于膜两侧压力差均匀分布在膜内的假设,采用计算机模拟,得出膜中水按指数规律的分布.通过巧妙的实验设计,直接测量出膜内的水含量,发现膜两侧在压力差作用下,膜中的水分布基本均匀,与文献报道不同.作者认为原因主要是:膜两侧受压时,压力不是均匀分布在膜内,而是作用在膜表面.     

四磺酸基酞菁铜修饰铂胶体的合成与表征

采用化学还原方法成功地合成了CuTsPc修饰的纳米Pt胶体,对合成的纳米铂颗粒进行了表征.X射线光电子能谱(XPS)测试表明胶体中的Pt以零价态存在,透射电子显微镜(TEM)照片显示胶体中纳米铂颗粒分散均匀,平均粒径约为3.7 nm.选用摩尔比为n Pc∶n Pt-1∶10时,利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)检测到合成的纳米pt粒子表面原子暴露在修饰离子之外,所修饰的四磺酸基酞菁铜本身又具有催化作用,使得这种粒子在复合催化领域极具应用前景.