DMFC阳极催化剂的制备与性能影响因素研究

采用化学还原法制备了Pt-Ru/C催化剂,比较了在惰性气氛中还原和在空气中还原、升温后加入还原剂和加入还原剂后升温以及热处理温度对催化剂性能的影响;利用粉末微电极的动电位扫描和恒电位极化研究了上述催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响;通过XRD和TEM技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析;结果表明:在惰性气氛保护下制备的催化剂性能优于在空气中还原制备的催化剂,Pt-Ru颗粒在碳载体上分布均匀,粒径较小,为4.5 nm.还原剂加入先后顺序不同影响催化剂的催化性能,在溶液升温后加入还原剂所制备的催化剂性能好于0℃加入还原剂再逐渐升温到还原温度所制备的催化剂.催化剂的热处理能够提高Pt-Ru金属的合金化程度,改变催化剂的结构,使Pt-Ru相互间分散的更加均匀,改善催化剂的稳定性,提高催化剂的使用寿命.     

直接二甲醚燃料电池的性能研究

采用Pt/C作阳极催化剂,Nafion115作电解质膜,组装成5 cm2的单体电池.研究了电池温度,二甲醚浓度和流量对直接二甲醚燃料电池(DDFG)性能的影响.实验结果表明,温度从30℃上升到80℃,电池最大比功率提高了2.5倍;二甲醚浓度为1.5 mol/L,流量为5 mL/min时电池性能最佳,其最大比功率为56 mW/cm2.     

高能球磨对Li4Ti5O12/AB/MWCNT电化学性能的影响

采用固相法制备钛酸锂(Li4Ti5O12)/乙炔黑(AB)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料,并通过高能球磨对复合材料进行改性.随着球磨转速的增加,复合材料所产生的剪切力和垂直力不断增强,使AB、MWCNT与Li4 Ti5 O12的接触更充分,为Li+和电子传输提供更多的位点,提高了Li4 Ti5 O12粒子界面电子传输能力;200～400 nm粒度的粉体粒子在Li4 Ti5 O12中的含量由球磨前的32％增加到500 r/min球磨后的82％.以500 r/min球磨的复合材料,以10.0 C在1.0～2.5 V充放电,比容量从球磨前的112 mAh/g提升到130 mAh/g,经过500次循环,容量只损失0.9％.     

锂离子电池硅/石墨/碳负极材料性能

为提高锂离子电池硅基材料的循环性能,用高温固相热解法合成硅/石墨/碳复合材料.采用XRD、循环伏安和充放电技术表征其结构和电化学性能.考察不同的粘结剂体系和极片热处理对材料电化学循环性能的影响.结果表明:采用水性粘结剂可以提高材料的电化学性能;对极片进行热处理也可以很好地提高电极的循环稳定性.首次脱锂比容量为970.5 mAh/g,40次循环后,脱锂比容量仍高达822.1 mAh/g.     

采用PI/PTFE复合隔膜的Li/SOCl_2电池的性能

制备了一种具有超薄、高吸液率和良好热稳定性的Li/SOCl_2电池用聚酰亚胺(PI)/聚四氟乙烯(PTFE)复合隔膜。通过SEM、同步热分析(STA)、吸液率及恒电流放电等方法,研究PI、玻璃纤维(GF)和PTFE隔膜的结构、热稳定性和吸液性能,以及复合隔膜对Li/SOCl_2电池输出电压的影响。相对于采用GF/GF隔膜的电池,采用PI/PTFE复合隔膜的电池输出电压提升了0.130 V,热生成速率降低了39.4%。     

质子交换膜燃料电池催化层的有效质子电导率

A numerical model was presented to predict the specific proton conductivity of the catalyst layer in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC). This model was derived from the random packed spheres with simple cubic, body-centered cubic and face-centered cubic structures. The effects of sphe reradius rs, bulk proton conductivity kb, contact parameter γ and contact angle a on proton transfer within a homogeneous agglomerate sphere consisting of carbon-supported catalyst and electrolyte were analyzed. A correlation equation of specific proton conductivity was obtained by data fitting. The real effective proton conductivity in the catalyst layer was measured by addition to a standard Membrane Electrolyte Assembly of an inactive composite layer in the electrolyte path between the anode and cathode. The model was validated by good agreement between calculations and measured data.     

电解质盐LiBOB在锂离子电池中的应用

论述了双草酸硼酸锂(LiBOB)在电极表面形成SEI膜的性质以及对电池高温稳定性的影响,并对LiBOB在溶剂中的溶解性、电导率和安全性及对电池循环性能的提高等问题进行了概述,对相关研究方向进行了简单的阐述.     

锂镍氧化物的合成和电化学行为研究

通过不同原材料、温度、时间、气氛、流量等的控制来合成ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２，通过氧化还原滴定、Ｘ射线衍射等方法分析确定了各种合成物的结构和其中镍元素的价态；并通过充放电特性曲线和循环伏安等方法研究了合成物质的电化学行为。在空气中只能得到Ｌｉ２Ｎｉ８Ｏ１０相，只有在Ｏ２气氛下才能得到ＬｉＮｉＯ２相，虽然并非所有的ＬｉＮｉＯ２相都具有电化学活性。本文合成的ＬｉＮｉＯ２放电容量可达１３０ｍＡｈ／ｇ。文中还研究了镍锰及镍钴混合价控制电极，指出其具有良好的可逆性或较高的放电电位段。研究了ＬｉＮｉＯ２－ＧＩＣｓ电极，它具有极好的可逆性、平稳的放电电压和较大的扩散系数。最后，本文对镍的氢氧化物和锂氧化物的结构和电化学特性作了对比研究，以期对镍氧化物电极有较深刻的认识。     

用于PEMFC的Pt/C阳极催化剂制备与性能研究

为了提高PEMFC的阳极催化剂活性，降低Pt载量，分别采用甲醛、甲酸钠、连二亚硫酸钠、水合肼4种还原剂通过化学还原沉积法制备Pt／C催化剂；向溶液中加入某种羧酸盐(RCOOM)作为吸附剂，制备Pt／C催化剂；利用粉末微电极的循环伏安研究和恒电位极化研究考核了上述催化剂对H2阳极氧化的催化活性的影响；通过XRD和TEM技术对催化剂的结构及微观形貌进行了分析。结果表明，甲醛作为还原剂得到的铂催化剂在碳载体上分布均匀，粒径较小，催化性能最好；加入适量吸附剂则使Pt颗粒的平均粒径减小到3．4nm，催化剂性能有明显改善。