金属有机框架材料中的质子传导及其在质子交换膜中的应用

质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）是保证燃料电池安全、高效运行的关键部件。当前,Nafion及部分Nafion衍生物PEM被广泛应用于燃料电池、电解制氢、传感检测、液流电池等领域。但是,其仍存在制造成本过高、高效温度范围狭窄（\mathrm{约}\mathrm{20}~\mathrm{80}℃）等问题。近年来,部分金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）因具有结晶性、可设计性和高比表面积等优点,作为潜在的新型质子导体,被用于修饰、改进现有高分子质子交换膜,或直接被作为主要质子传导介质制成质子交换膜,取得了一系列重要进展。本文详细介绍了在MOFs中五种质子传导的常见方式,综述了近年来国内外在高性能质子传导MOFs领域的代表性成果,总结了质子传导MOFs在质子交换膜中的三类常见应用方法,指出MOFs材料在提高PEM质子电导率、降低PEM成本、拓宽PEM高效工作区间等方面具有巨大的发展潜力。最后,本文提出现有MOFs在质子交换膜中的应用还存在稳定性、耐久性、有害物质逸出等方面的问题,这为新型MOFs质子交换膜的开发提供了参考与思路。     

氢能知识系列讲座(2)氢从哪里来?

一氢矿在哪里?在人类生存的地球上,氢是最丰富的元素,但是自然界却没有纯氢存在。最常见的含氢物质是水(H2O);其次就是各种含氢化合物如石油、天然气、硫化氢及各种生物质等。所以按行业习惯我们将江、河、湖、海称为"氢矿"。可见,"氢矿"到处都有,不难发现。     

氢能知识系列讲座(11)氢的安全性

一氢气是安全的燃料凡是燃料都具有能量,都隐藏着着火和爆炸的危险。我们很熟悉的天然气、汽油、液化石油气和电都是如此。根据美国交通部的资料,从1986～2003年间,美国天然气加注发生2406次事故,300人死亡,1364人受伤,直接财产损失约3亿美元;天然气输送发生1467次事故,60人死亡,232人受     

氢能知识系列讲座(3)如何把氢储存起来?

氢能体系主要包括氢的生产、储存和运输、应用三个环节。而氢能的储存是关键，也是目前氢能应用的主要技术障碍。大家知道，所有元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为0．0899g／L，为水的密度的万分之一。在-252．7℃时，可成为液体，密度为70g／L，仅为水的十五分之一。所以，氢气可以储存，但是很难高密度地储存。     

PEG-Pt/TiO2光催化剂的制备及其产氢性能的研究

选取不同分子量的聚乙二醇(PEG)对TiO2光催化剂进行改性,采用溶胶凝胶法制备了PEG改性的TiO2光催化剂(PEG-TiO2),通过XRD、SEM和BET分析方法对催化剂的物相、表面形貌及比表面大小进行了表征,对载Pt后的样品PEG-Pt/TiO2进行了光催化产氢性能的研究.重点分析了PEG分子量对样品微观结构和光催化产氢活性的影响,结果表明,使用分子量在400～6000范围内的PEG进行改性,可获得具有高比表面和良好孔分布的TiO2载体,样品PEG-Pt/TiO2的光催化产氢活性较无PEG改性的样品得到了显著提高.其中样品PEG6000-Pt/TiO2的产氢活性表现最佳,测得4 h内的平均产氢速率为1.79 mmol/h.     

固定式质子交换膜燃料电池的天然气重整制氢

介绍了固定式质子交换膜燃料电池用氢气的各种天然气重整方法,其中包括水蒸气重整法、自热重整法和化学闭合燃烧法。同时简述了氢气进一步纯化的水煤气变换反应、选择氧化、变压吸附和气体膜分离脱一氧化碳的方法。通过上述重整和提纯的处理,最终能制备出满足固定式质子交换膜燃料电池要求的氢气。     

氢能知识系列讲座(7)氢内燃机和氢燃料

氢气的常规利用方式主要是两种,一种是通过电化学方法,利用我们前两讲介绍的"燃料电池"将氢的化学能变为电能和热能;另一种方式是通过热化学方式,即燃烧氢,将化学能变成热能或动能。例如,用锅炉将氢能变成热能,用"内燃机"将氢能变成动能。本讲就是介绍氢内燃机。"内燃机"是一种动力机械,它是通过燃料在汽缸内燃烧,将放出的热能直接转换为动力的热力发     

氢能--我国未来的清洁能源

氢能是一种能源载体，是指在目前或者可以预见的将来，人类社会可以通过某种途径获得的，并可以以工业规模加以利用的储藏在氢中的能量。氢并不是什么新事物，大约250年前人们就发现了氢；约150年前，氢获得工业应用。在使用天然气之前，人们就用所谓的城市瓦斯来取暖、做饭或道路照明；瓦斯中含氢达60％。我国在推广天然气之前，广泛使用的由煤制取的城市煤气中氢含量高达50％以上。所以，人们对氢并不陌生。     

电动车用锂离子蓄电池模块的安全性问题

<正>动力锂离子电池具有能量密度高和非水体系与生俱来的安全性差等特点,使得其安全性能和抗各种滥用条件的能力成为制约其发展应用的关键阻力。电动车用电池模块对安全性能有着极其苛刻的要求,本文的目标是为发展出既能够延长电动车行驶里程,又能够为解决电动车的安全问题电池模块提出研发方向。提高电池的安全性能不可能通过单一方法实现,必须从多方面着手,多管齐下,各学科各专业共同努力。一、安全性问题的提出     

质子交换膜的研究现状与进展

简述了质子交换膜燃料电池中质子交换膜的质子传导机理;讨论了目前质子交换膜存在的甲醇渗透、耐温性等共性问题,就如何解决这些问题进行了评述,同时,论述了质子交换膜的研究开发现状及其发展前景。