质子交换膜燃料电池模型研究现状

对近十几年质子交换膜燃料电池在扩散层、催化层和膜的一维方向上、沿流道和MEA的厚度的二维方向上以及电池内整个三维方向的主要模型工作进行了简要介绍.指出模型工作可能的发展方向是:从微观角度更趋近真实地描述电池内部过程,以及发展用于复杂流场甚至电堆的全三维模型.     

质子交换膜燃料电池局部电流研究

通过对分区测量法和局部膜电极法的比较,发现当加湿温度和电池温度不同时,分区测量法表现出随流道延长局部电流逐渐下降,而局部膜电极法中局部电流表现出较大的波动趋势。局部膜电极法更有利于研究局部电流的原因在于其能反映出反应气体的二相流性质,以及局部单元的水变化,而分区测量法仅表现出流道阻力,不能体现出气体的二相流及水变化过程。     

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.     

Small proton exchange membrane fuel cell power station by using bio-hydrogen

Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)is promisingfor stationary power station application and developing very fast inrecent years[1-2]·However,hydrogen source is still a problemforfuel cell power stations·Hydrogen production from biologicalmethodis …     

静电场和离心力场联合分离水/油型乳状液

（1）对搅动下水／油型（W／O)乳状液的静电分离过程作了理论分析,从极化角度对外电场促使水滴聚结的原因给予定量解释;提出极化水滴“二分子”碰撞、聚结的假设,并阐述了极化水滴聚结的动力学过程.(2)采用一种新型（同时具有静电场和离心力场）静电分离器对水／煤油─Span80乳状液进行了分离实验．分别研究了乳状液停留时间、含水量、电压以及油相粘度等对破乳率的影响,结果表明水滴“二分子”碰撞、聚结的假设较好地描述了水滴在电场下聚结的动力学过程;破乳实验设备由于使用高速离心场替代传统重力场,使得破乳效果有明显提高．     

直接甲醇燃料电池性能研究

研究了聚合物电解质膜直接甲醇燃料电池性能。 2 0 %Pt -10 %Ru/C和 2 0 %Pt/C分别作为甲醇氧化和氧还原催化剂。通过改变甲醇阳极催化层中Nafion与PTFE的含量研究了电池的电流 -电压特性。结果表明 ,催化层中Nafion含量的影响对电池性能至关重要 ,而PTFE的影响则较小。研究得出催化层中Nafion的最佳含量为 7%。通过在电极表面刷一层Nafion溶液 ,明显提高了电池性能。在低Pt载量条件下 ,即阳极Pt含量 0 .6mg/cm2 ,阴极Pt含量 1.1mg/cm2 ,阴极空气近大气压条件下 ,t =60℃ ,甲醇浓度 1mol/L时 ,单电池开路电压为 0 .6V左右 ,0 .4V时电流密度为 3 0mA/cm2 ,0 .2V时电流密度为 10 6mA/cm2 。甲醇阳极催化层表面的扫描电镜 (SEM )观察表明催化层中Nafion含量不同 ,电极结构不同。     

5kW氢空PEMFC的性能

构建了5kW氢空质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统,电堆工作温度范围为室温到80℃,工作压力为200kPa;研究了5 kW PEMFC的性能特点.结果表明:PEMFC性能随着气体压力和电堆温度的升高而提高.当氢气流量为46 L/min、空气流量为120 L/min时,电池性能最好.     

对美国新氢能政策的思考

美国总统奥巴马近期宣布大幅削减氢燃料电池车的研发经费。经济问题是其政策调整的主要原因。氢能的应用对于温室气体减排有着非常重要的意义。氢燃料电池车是氢能应用的最主要领域之一,但目前这一技术尚未实现商业化。美国政府能源政策的调整将对能源技术的发展带来不确定性。但德、日、韩等国的氢能研发项目仍在不断推进,欧盟、欧洲工业委员会等组织联合制定了氢能与燃料电池的发展计划。以本田、丰田、通用等为代表的汽车公司仍表示将继续燃料电池车的研究。USFCC和NHA也表达了强烈的反对意见。我国应抓住机遇,切实发展氢能。     

中欧氢能领域相关法规初步对比

氢能以其高效率的能量转化及零污染排放备受瞩目。但氢能也存在易燃易爆的危险,因此世界各国都对工业产品氢在生产、储运及使用等方面制定了严格的法律法规。通过对比我国和欧盟及德国在氢能领域的基本法律和安全生产与运输的相关法规,发现我国的法规和标准建设并不逊色于欧盟。但在某些方面存在一定差距,例如我国还没有专门针对氢领域从业人员安全保障方面的法规;我国针对氢安全生产的相关法规大都存在于设备、技术检验检测等法规中,没有针对性的法规;以前我国相关的氢能法规都是针对生产及使用规模较小的情况而制定的,随着氢能利用规模逐年加大,需要对现行法规进行修改或制定新法规;我国对法规的监督、管理还很欠缺,需下大力气建设、管理氢能法规。建议成立氢能法律和法规建设的专门机构,由相关学会承担起草提案工作,而政府部门应予以支持。     

碱性介质中空气电极性能的研究

采用极化曲线、XRD和SEM等方法系统地研究了催化剂、催化层中FIFE(聚四氟乙烯)的含量、电解液浓度以及空气电极的结构对空气电极性能的影响.结果表明,5.5%(文中如无特别说明,百分数均为质量分数)Ag/C催化剂的性能较好,而且价格相对便宜,其中Ag颗粒具有立方晶型结构,但粒径分布不是很均匀;Ag/C和FIFE的最佳质量比是4:1;KOH溶液的最佳浓度是6.25mol/L;当空气电极的结构为催化层/炭纸/催化层时,空气电极的电化学性能得到进一步的提高.