固体氧化物燃料电池/电解池金属连接体涂层研究进展

可逆固体氧化物池(SOC)既可作为燃料电池(SOFC)发电,又可用作电解池(SOEC)制氢或合成气,用于清洁能源转换和存储。涂层制备技术对SOC电堆的发展尤为重要。本研究对SOC在不同操作模式下的工作环境进行了分析,对SOC电堆连接体可用的合金材料、涂层材料和涂层制备技术进行了综述。     

用三烷基氧膦(TRPO)从强放废液中去除锕系元素——TRPO对镅和某些镧元素的萃取

本文测定了三烷基氧膦(TRPO)萃取镅和镧系元素(Ce、Eu、Nd)的分配比,在实验的基础上建立了计算分配比的半经验数学模型,并利用这一模型对用30％TRPO-煤油溶液从强放废液中去除镅的多级逆流萃取中各级浓度的变化进行了计算。用模拟料液在微型环隙式离心萃取器逆流萃取实验中对计算结果进行了验证。结果表明,30％TRPO可以有效地从中等浓度硝酸介质中去除镅。据此提出了用TRPO萃取从强放废液中去除99.9‰镅的流程推荐数据。     

PEMFC净水传递研究

水传递是质子交换膜燃料电池水管理的基础.采用活性面积为390 cm2的分体式集成电堆对Nafion112膜净水传递规律进行研究,发现Nafion112膜从阳极向阴极方向的净水传递系数随着电流密度、温度、阴极和阳极压差或压力的升高而不同程度地降低;在干氢气下操作时,电池电化学反应产物水向阳极净水传递,并随干氢气流量的增加而增大.     

氧化镧中放射性的去除——Ⅰ.氧化镧中放射性杂质元素的测定

为了除去以独居石为原料生产的氧化镧中的α放射性,首先必须对氧化镧中的放射性杂质元素进行鉴定。本文叙述了对氧化镧样品所作的α谱分析和γ谱分析的方法和结果。实验表明,在氧化镧中存在着三个天然放射系中的所有长寿命核素,其中~(227)Ac的子体是最重要的。利用γ能谱法和萃取-液闪法测量了氧化镧中的~(227)Ac的含量,两者的结果是一致的。     

用三烷基氧膦(TRPO)从高放废液中去除锕系元素——TRPO有机相中锕系元素的反萃

研究了含锕系元素的30％TRPO-煤油负载有机相在硝酸、草酸和碳酸钠溶液中的反萃行为,给出了锕系元素的反萃条件。5～6mol/L。硝酸能有效地反萃镅和镧系元素,过高的硝酸浓度下体系形成三相。0.5mol/L草酸二次错流反萃可回收99％以上镎和钚。5％碳酸钠可反萃铀。三个分组之间交叉沾污很小。提出了TRPO从高放废液中去除锕系元素流程简图。     

阳极封闭式自增湿质子交换膜燃料电池--水分布及其性能

针对阳极封闭式自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC),建立了Nafion固体电解质膜中水传递理论模型,并得出了PEMFC实现自增湿的判据.模拟了Nafion固体电解质膜厚、电池压差、电池温度及电流密度等因素对膜中水分布与电渗系数的影响,并发现了阴阳两极压差、电池温度对膜中水分布的影响随放电电流密度变化的规律.通过非对称式膜电极(MEA)的方法自制了自增湿PEMFC,实现了阳极封闭式自增湿操作,电池性能非常稳定,最高功率密度可达到1.3W/cm2以上.建立的水分布与电性能模型很好地拟合了实验放电曲线,并得到了自增湿PEMFC氧电极动力学参数,模拟出了阴阳两极压差、温度对电性能影响的极化曲线,得到了实验的证实.     

直接甲醇燃料电池膜电极电化学性能影响因素

研究了温度、Nafion膜类型、甲醇浓度和甲醇流量对直接甲醇燃料电池 (DMFC)膜电极 (MEA )电化学性能的影响。甲醇流量的改变几乎不影响膜电极性能 ,而温度、Nafion膜类型和甲醇浓度对膜电极电化学性能有明显影响。在阴极为常压空气的条件下 ,本实验得到的MEA的最佳运行参数为 :t=60℃ ,聚合物电解质为Nafion 117膜 ,甲醇浓度为 1mol/L ,甲醇流量为 1ml/min或 6ml/min。     

2020年前我国核燃料循环情景初步研究

根据我国核电现状和中短期发展规划,对2020年前我国核电规模提出了三种预测方案,并根据各种方案对压水堆电站的核燃料循环情景进行了计算。重点研究了压水堆核电所需的铀资源、分离功,卸出的乏燃料以及乏燃料中Pu和次要锕系元素(MA)的产生量。     

TRPO流程碳酸肼反萃U、Np、Pu工艺研究

以水合联氨和二氧化碳为原料合成了碳酸肼,并研究了碳酸肼用于反萃TRPO中负载的U、Np、Pu的工艺条件。探讨了反萃平衡时间、碳酸肼和有机相中负载U浓度对反萃率的影响。使用模拟动力堆燃料后处理高放废液的串级实验结果表明,100 g/L碳酸肼三级逆流反萃对TRPO有机相负载的U、Pu反萃率在99%以上,反萃过程无沉淀和界面污物生成。反萃液经浓硝酸处理后加热可使溶液中的肼完全分解,实现无盐化反萃。     

纳米TiO2复合膜的制备及在燃料电池中的应用

利用溶胶-凝胶法与加温、加压-流延工艺成功地制备出锐钛矿与金红石2种TiO2的质子交换复合膜。通过XRD，FTIR，EDS和AFM方法研究了复合膜晶形信息、化合键信息、元素分布、表面粗糙度，并组装了燃料电池进行了电化学测试。实验表明：TiO2掺杂全氟磺酸树脂的复合膜能在干气的操作条件下自增湿发电，电化学稳定，最高功率密度超过1W／cm^2；而且发现在复合膜中掺杂物的晶形影响燃料电池的自增湿发电性能，在70℃，0．2MPa，化学计量数为1．5的干H2／干O2操作环境下，锐钛矿型复合膜在0．55V下的电流密度接近2A／cm^2，比金红石犁复合膜增大了0.34A／cm^2，表现出了优良的自增湿电化学性能。最后讨论了TiO2／PFSA复合膜的质子传递机理。