电沉积紫膜薄膜中菌紫质的光电响应对N-端表面的金属阳离子浓度的依赖性

用不锈钢／电沉积紫膜薄膜／含水胶（电介质）／钢型菌紫质光电池研究了作用于Ｎ－端表面（紫膜外表面）的钾、镁、镧离子对菌紫质光电响应的影响．在所测条件下光电极性均与质子泵方向一致．光电压幅值是离子浓度依赖性的，对钾、镁、镧离子均存在极大值浓度，它们之间有数量级的差异；依赖性曲线趋势和极大值浓度均各自分别与溶液中菌紫质的质子泵效率对阳离子浓度的这种依赖性相一致．不过，光电响应对作用于Ｃ－端表面的这些离子不存在上述的浓度依赖性．上述的两种依赖性成相关性说明：电沉积紫膜薄膜中菌紫质的光电响应主要来自质子泵运而非非质子离子的贡献；存在一合适的离子浓度使菌紫质的光电响应有极大值．用质子泵结构域模型和扩散双电层理论对这种依赖性进行的讨论认为：金属阳离子的结合与屏蔽两种效应可以解释这种依赖性．     

质子转移反应质谱仪聚焦型漂移管的设计及仿真研究

漂移管是质子转移反应质谱仪(PTR-MS)的核心部件之一,对漂移管进行技术创新是改善仪器性能的重要途径.近年来,聚焦型漂移管(focusing drift tube,FDT)因具有离子利用率高的优点逐渐被重视.本研究报道了一种结合射频四极杆及电阻玻璃管的聚焦型漂移管的设计与仿真,四极杆用于提供射频聚焦场,电阻管用于产生...     

球形Ni(OH)2电极的电化学阻抗研究

利用电化学阻抗方法研究了球形氢氧化镍电极的等效电路特征及其与电极荷电状态的变化规律。不同荷电状态的交流阻抗行为虽基本可用Randles电路来描述,但双电层电容和Warburg阻抗用常相角元件代替更加符合实际电极的情况。应用数理统计方法研究表明：在高荷电状态时电化学反应界面上可能存在不同于低荷电态时的较强的质子吸附。电荷转移电阻在低荷电情况下变化不明显,但在高荷电时明显增大;电极活化后比活化前,尤其高荷电态比低荷电态质子扩散阻抗激剧减小,满荷电态时的质子转移电阻约相当于活化前的1／10。     

有机-无机杂化材料制备质子交换膜的研究进展

综述了近年来采用有机-无机杂化材料制备质子交换膜的研究进展，重点介绍了由掺入了质子导电单元或经过磺化的有机-无机杂化材料制得的质子交换膜及由带磺酸基的有机硅通过溶胶-凝胶工艺制备的有机-无机杂化质子材料制得的交换膜，并从制备方法出发分析了每种质子交换膜的性能。     

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.     

纳米TiO_2及SiO_2表面改性质子交换膜的阻抗电导率

采用钛酸丁酯及硅酸乙酯及硅烷偶联剂对全氟磺酸离子膜进行了表面改性,制备了燃料电池质子交换复合膜,测定了不同温度时膜的阻抗电导率σ。实验结果表明,在-30℃及90℃时,复合膜的阻抗电导率σ分别为9.04×10-7S·cm-1及1.24×10-5S·cm-1,随着温度的升高,膜的阻抗电导率相应增大。     

Nafion/histidine functionalized carbon nanotube: High-performance fuel cell membranes

Here we show preparation and characterization of a new type of composite membrane based on Nafion^®/histidine modified carbon nanotube by imidazole groups (Im-CNT), for direct methanol fuel cell (DMFC) applications. Due to the presence of this imidazole-based amino acid on the surface of CNT, new electrostatic interactions can be formed in the interface of Nafion^® and Im-CNT. Physical characteristics of these nanocomposite membranes are investigated by water uptake, methanol permeability, ion exchange capacity, proton conductivity, as well as fuel cell performance results.     

Membrane electrode assemblies doped with H3PO4 for high temperature proton exchange membrane fuel cells

H₃PO₄ content plays a critical role in high temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFC), as it is responsible for the majority of the conductivity of the key components under high temperature operation. The conductivities of commercial AB-PBI membranes doped by immersing in 85 wt.% H₃PO₄ for different times and temperatures are investigated. The effect of H₃PO₄ loading in electrodes, including the AB-PBI polymer and a Pt/C catalyst, is also studied. The as-prepared electrodes and membranes are combined to fabricate a membrane electrode assembly for HT-PEMFCs. The results reveal that AB-PBI membranes doped with 85 wt.% H₃PO₄ at 90 °C for 9 h display a maximum conductivity of 33 mS cm⁻¹. This membrane was selected and combined with electrodes including 15 wt.% AB-PBI and 0.75 mg cm⁻² Pt with different H₃PO₄ loadings. A maximum current density of 260 mA cm⁻² was achieved in the as-prepared MEA (with 5 mg cm⁻² H₃PO₄ in electrodes) operating at 0.6 V and 160 °C, using oxygen and hydrogen.     

质子交换膜燃料电池内电荷传递的数值模拟

为深入研究质子交换膜燃料电池内电荷传递的规律,发展了一个三维的单相流、非等温数学模型,模型考虑了电子在催化层和扩散层、质子在催化层和质子交换膜中的传递。通过计算得到了电池内电位和电流密度的空间分布,分析了不同电极结构参数下电流密度的分布和最终造成的性能差异。结果表明,欧姆电位的下降主要发生在膜相电位,而碳相电位的下降几乎可以忽略不计;电流密度在流道与集电极交界处出现＂火焰形＂累积效应;改变电池的结构对电池性能影响不大,应结合加工成本和电流密度分布综合考虑。     

PEM燃料电池堆动态特性研究

为了探索PEM燃料电池堆的动态特性,对自制5kw PEM燃料电池堆进行了详尽的实验研究。实验结果表明,在所研究条件范围内,温度和压力越高电堆性能越好,而且电堆内阻不仅与工作温度有关,还显著地与操作压力有关。燃料电池堆对于大的负载突变反应能力强,负载变化时,在4s之内就能达到稳定状态,观察到动态极化曲线的不重合现象,它反映了电堆内部水的传质具有复杂机制。