采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟(Ⅱ)电池性能影响因素的分析

利用已建立的数学模型考察了阴极扩散特性参数、阴极流场几何参数、电极电阻、催化剂活性、流道上O₂浓度变化对H₂-Air PEMFCs性能的影响.计算表明,增大氧有效扩散系数、减小扩散层厚度可增大电池的工作电流密度;提高氧还原反应交换电流密度、减小电极电阻、优化流道尺寸可改善电池性能;沿反应气体流动方向逐渐增加MEA的催化剂负载量可提高电流密度分布的均匀性.     

采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟(Ⅰ)模型建立

对采用常规条形流场的H₂-Air PEMFCs阴极建立了二维数学模型,模型的控制方程耦合了连续性方程、Darcy方程、电传导方程以及O₂和H₂O的对流-扩散方程,对氧的电化学还原反应过程采用Butler-Volmer方程描述.利用模型计算了阴极扩散层中电流密度、O₂和H₂O浓度、催化层界面上局部电流密度的分布,分析了采用常规条形流场时气体在阴极扩散层中的传递机制及各组分浓度分布的特点.     

PEMFC直通道流场结构对电池性能的影响

利用电池实验方法考察了直通道流场的通道深度、流场细密化、通道宽度以及分配沟宽度等结构参数对128cm2氢-空PEM电池性能的影响,同时与数学模型的计算结果相比较,二者表现出相同的变化趋势。实验结果表明,在一定范围内,随着流场通道宽度和通道深度的减小、分配沟宽度的增大,电池性能上升;流场细密化有利于电池性能的提高。     

多硫化钠-溴化钠氧化还原液流电池研究

在全电池中用稳态方法研究了不同电极材料对电池正负极电化学反应极化行为的影响。以聚丙腈碳毡为正极材料,泡沫镍为负极材料,4mol/LNaBr、1.3mol/LNa2S4为正、负极电解液,测定了(28±1)℃时电池的库仑效率、电压效率、能量效率及电池的能量密度随充放电电流密度的变化规律,分析了大电流密度下电池电压效率下降的原因。以聚丙腈碳毡及泡沫镍为正负极材料所组成的电池能量效率约71%,能量密度约66.4mW/cm2(50mA/cm2充放电),电池的欧姆内阻压降是大电流密度下电池电压效率下降的主要原因。     

王庄煤矿绛河水体下压煤开采技术研究

通过现场观测试验,研究了王庄煤矿综采放顶煤条件下覆岩破坏规律和导水裂缝带发育规律,求取了预测导水裂缝带最大高度的经验公式。在此基础上,进行了王庄煤矿后备区绛河水体下采煤方案设计,依据基岩的不同厚度,将水体下压煤区域划分为暂不开采区、限厚开采区、分层综采区和综采放顶煤开采区,并提出了应采取的安全技术措施。     

低铂Pt/FePO_4/C催化剂在PEMFC中的应用

采用乙二醇还原法制备了Pt含量为5%(质量分数)的Pt/C和Pt/FePO4/C催化剂,并用透射电镜(TEM)表征催化剂的形貌.催化剂中Pt粒子在载体上高度分散,且粒径均匀.Pt/FePO4/C和Pt/c催化剂的平均粒径分别为1.2nm和0.9 nm.实验结果表明,Pt/FePO4/C催化剂具有较Pt/C更高的电化学活性比表面积和催化氧还原的活性.分别利用两种催化剂制备PEMFC阴极,Pt的担量均为0.08mg/cm2.以氧气为阴极反应气时,采用Pt/FePO4/C和Pt/C的PEMFC单电池的峰值功率密度分别为763mW/cm2和663mW/cm2;阴极催化剂质量比功率分别为9.54kW/g Pt和8.29kW/gPt;即作为PEMFC阴极催化剂,Pt/FePO4/C具有更高的催化活性.     

基于BiCl3调控、ZIF-8转化的分级多孔硬碳结构设计及在钠离子电池中的应用

从微观多孔结构设计的角度出发,以ZIF-8为碳化前驱体,采用BiCl3对硬碳微孔、介孔结构进行调控,实现了分级多孔硬碳结构的可控设计与调控优化,有效提高了 Na+的扩散能力,提高了钠离子动力学.结果表明:该分级多孔碳表现出优异的倍率性能,在2A/g和5A/g时,可逆比容量分别为225 mA·h/g和177mA·h/g....     

全钒液流电池流场模拟与优化

流场结构是影响全钒液流电池性能的关键问题之一.基于CFD技术建立全钒液流电池流场的二维数学模型,通过模拟获得在给定流场结构下电解液在石墨毡电极内的分布规律,优化流场结构提高电解液在石墨毡电极内分布的均匀性.研究结果表明,增加分配口个数和延长入口竖直主流道的长度能够有效提高电解液的分配均匀性;同时考察了分配流道宽度和流量对电解液分配均匀性的影响;所得结论对全钒液流电池流场结构设计具有重要的指导意义.     

无机分离膜的研究现状与发展前景——Ⅱ、无机分离膜的应用

本文综述了无机分离膜在应用领域的研究情况,着重介绍了无机分离膜在气体分离、膜反应器、生物反应器和血浆成分分离等方面的应用,讨论了无机膜自身的缺陷和今后有待研究解决的课题.