水热法制备PEMFC用Pt/CNT电催化剂

首次使用水热法制备用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的Pt/CNT。首先使用HNO3-H2O2体系对纳米碳管(CNT)进行预处理并用红外线(IR)光谱进行表征,结果表明,预处理过程打开了CNT端口并去除了大量杂质。在水热法实验中,反应温度和时间是决定铂颗粒大小的重要因素。样品的X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜法(TEM)分析表明:最优的反应条件是在140℃反应1.5h,此时铂颗粒的平均尺寸小于1.94nm,并且有着狭窄的粒径分布;催化剂中Pt的质量百分含量为40%。该水热法使用常规试剂H2PtCl6·2H2O和HCHO溶液,操作简单,是一个制备Pt/CNT催化剂较好的方法。     

聚合物膜燃料电池NG/PF复合双极板研究

以热塑性酚醛树脂(PF树脂)、天然鳞片石墨(NG)为主要原料,采用模压工艺制备了NG/PF复合双极板。考察了不同PF质量百分含量以及不同模压压力对双极板性能的影响。研究发现当PF质量百分含量为10%、模压压力为70MPa时,制得双极板的综合性能最佳,而且可很好满足聚合物膜燃料电池双极板要求。     

GTI''''s hydrogen programs: hydrogen production, storage, and applications

1 Hydrogen production and storageBeginningin 2000,Gas Technology Institute(GTI)made amajor commitment to combine its core competency in compressedgas systems and fuel processing·This resultedin a major collabora-tive program with the U·S·Department of …     

Effects of MEA fabrication method on durability of polymer electrolyte membrane fuel cells

To study the effects of fabrication methods on the durability of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs), membrane-electrode assemblies (MEAs) were fabricated using a conventional method, a catalyst-coated membrane (CCM) method, and a CCM-hot pressed method. Single cells assembled with the prepared MEAs were operated galvanostatically at 600 mA cm⁻² for 1000 h for the conventional MEA and the CCM MEA and for 500 h for the CCM-hot pressed MEA. During operation, i-V curves, impedance spectra, and cyclic voltammograms were measured roughly every 100 h. Before and after long-term operation, the physical and chemical characteristics of the MEAs were analyzed using mercury porosimetry, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), electron probe microanalysis (EPMA), and Fourier transformation infrared spectroscopy (FTIR). Under the operating conditions, the CCM MEA exhibited the lowest degradation rate as well as the highest initial performance.     

基于AMESim的燃料电池系统低温起动仿真

当前燃料电池汽车受到越来越多的关注,而燃料电池汽车商业化前还有很多问题亟需解决,其中燃料电池系统低温起动便是一个重点难题。使用AMESim软件建立了一个燃料电池一维系统模型,针对燃料电池系统恒电压和恒电流低温起动过程进行了研究。研究发现,较低的起动电压和较高的起动电流更有利于低温起动过程,且恒电压起动比恒电流起动更具优势。     

空冷型质子交换膜燃料电池实验研究

对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。     

台湾氢能燃料电池产业之发展

由于氢能具有无污染、安全度高等特点,随着能源供需及国际高油价情势的演变,已被国际能源总署(IEA)规划为未来主要的能源利用形态。基于对降低温室气体排放与空气污染,台湾因具机车与电子产品生产优势,在推动燃料电池应用方面,亦积极投入小型质子交换膜燃料电池发电系统之研发,目前已建立1kW移动式燃料电池发电系统、3kW及5kW多重进料重组器之热电共生燃料电池发电系统;在3C电子产品DMFC应用方面也有很好的成果。     

质子交换膜燃料电池的0℃以下耐受性

车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)应具备环境适应性,但水-冰相变会影响膜电极组件(MEA).以-10℃及-20℃到正常操作温度的冰冻-解冻循环模拟实际工况,考察了水结冰对PEMFC性能的影响,结果表明:PEMFC的电化学活性表面积变小,扩散层的孔结构发生了变化,PEMFC的性能衰减.采用干燥N2吹扫、真空排水和RH=58.0%(25℃)的反应气吹扫等3种方法来避免水结冰的影响,发现经过冰冻-解冻循环后,PEMFC的性能均未下降.     

常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池传热传质三维模拟

针对常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池提出了三维非等温数学模型。模型详细考虑了电池内部的传热、传质和电化学反应;重点考察了多孔介质内的组分传递和膜内水的电渗和扩散作用;对氧气传递限制和膜内水迁移对电池性能的影响进行了分析和讨论。结果表明;流道的交指型设计加强了气体在多孔介质内的质量传递;提高了电池的输出性能;但相应地;阴极催化层界面水分的减少也使得膜的水合程度降低;这就需要更有效的水管理来防止膜脱水。     

分体式质子交换膜燃料电堆的膜加湿实验

在已开发的分体式质子交换膜燃料电池电堆基础上,对膜（Nafion115）加湿器子系统进行了详细的研究,揭示了质子交换膜燃料电池膜加湿方法的特性.初步分析了膜加湿的原理,并在不同操作条件下,定量地对膜透过水量与反应气体的润湿程度进行了测量,得到了Nafion115膜加湿器对电堆的润湿性能.发现操作温度在50～70℃之间,加湿速率最强;随着反应气体流量的增大,加湿速率呈非线性增加,但润湿程度反而降低;增加质子交换膜面积会增大反应气体的相对湿度,而加湿速率将下降;较高反应气体压力下不利于加湿.在适当的膜加湿器工况下,当电流密度为2.1A•cm^-2时,电堆最大功率密度可超过1.2W•cm^-2.