甲烷为燃料的中温固体氧化物燃料电池阳极材料研究进展

中温化和直接采用天然气作为燃料是固体氧化物燃料电池的两大发展趋势,作为固体氧化物燃料电池(SOFC)关键材料之一,阳极材料的性能对整个SOFC的性能有着十分重要的影响。综述了以甲烷为燃料的IT-SOFC阳极材料的研究进展,并指出了存在的问题及解决问题的途径。     

预焙阳极中微量元素的控制与生产实践

本文分析预焙阳极中微量元素的控制和生产实践,阐明预焙阳极中微量元素的来源和主要影响,并对微量元素的控制方法进行总结,用以提高预焙阳极生产质量,供相关人员借鉴参考。     

甲醇阳极制备工艺

对甲醇阳极的制备工艺进行了研究。通过对甲醇阳极不同的气体扩散层的研究,得出由碳黑和聚四氟乙烯(PTFE)形成的气体扩散层制成的电极电池性能最好,气体扩散层中PTFE的最佳含量为20%。通过甲醇阳极横断面的扫描电镜(SEM)与X射线散射图谱(EDS)分析,探讨了气体扩散层影响电池性能的原因。同时对碳纸支持层的影响也进行了研究。阴极空气近于大气压条件下,阳极Pt含量3.5mg/cm2,阴极Pt含量1.6mg/cm2,1mol/L甲醇浓度,电池温度60℃条件下,电池的开路电压为0.66V,0.4V时电池的电流密度为60mA/cm2,0.2V时电流密度为120mA/cm2。     

Anode materials for lithium ion batteries from mild oxidation of natural graphite

Mild oxidation of a natural graphite in an ammonium peroxydisulfate solution yields promising anode materials. X-ray photoelectron spectroscopy, FTIR spectroscopy, electron paramagnetic resonance, thermogravimmetry, differential thermal analysis, high resolution electron microscopy and surface area measurements provided results suggesting that oxidation eliminates some reactive structural defects in this graphite. In addition, the surface of natural graphite is recoated with a dense layer of oxides forming an effective passivating film to prevent the decomposition of electrolyte and the movement of graphene molecules along its a-axis. Consequently, its thermostability and the EPR signal increase. In addition, the numbers of nanosized pores and channels increases, which provide more inlets and outlets for lithium intercalation and deintercalation and more sites for lithium storage. As a result, the reversible lithium capacity and the coulombic efficiency in the first cycle increase significantly and the cycling behaviour improves markedly. The reproducibility of product properties can be well controlled, and this method is promising for industry.     

东海大桥钢管桩在役牺牲阳极性能分析及剩余寿命评定

通过对东海大桥钢管桩在役牺牲阳极现场取样,观察其腐蚀形貌,系统分析阳极本体化学成分及其电化学性能,推算牺牲阳极的消耗量及剩余寿命。结果表明:受海水电阻率变化影响,不同桥墩处阳极表观及溶解度差异较大;阳极化学成分、开路电位及工作电位仍满足GB/T 4948-2002标准要求,但电流效率有所降低;根据阳极实际消耗率测算其使用寿命满足33a的设计要求。     

海洋平台导管架外加电流阴极保护设计数值模拟

目的对海洋平台导管架外加电流阴极保护设计通电点的选择等问题进行分析,为海洋平台导管架阴极保护设计提供指导。方法利用BEASY CP数值模拟软件,通过数值模拟计算方法对导管架外加电流阴极保护系统设计的基础问题进行了研究,包括保护对象的确定、通电点的设置、辅助阳极选型和阳极数量及安装位置等。结果导管架外加电流阴极保护设计时,若只考虑海水浸渍部分,则无法使导管架海水和海泥部分均得到有效保护。设置通电点时,考虑电阻(1.01×10-6Ω/m)和不考虑电阻两种情况下导管架的保护电位相近,绝对误差不超过1 m V,通电点的位置对保护效果影响较小。阴极保护输出电流为17 A时,三种不同直径(300、600、900 mm)辅助阳极阴极保护系统的保护相近,保护电位在803~899.2 m V(vs.CSE)之间。三种不同阳极设计方案的输出电流分别为17、17、16.5 A,对应的保护效果分别为803.34~899.20 m V(vs.CSE)、802.96~850.64 m V(vs.CSE)、800.36~848.26 m V(vs.CSE)。2#阳极的保护效果比1#阳极的保护效果均匀,两支阳极方案在最低保护效果下所需电流比单支阳极更小且保护更均匀。结论设计外加电流阴极保护系统时,应当充分考虑与待保护对象相连接的所有金属结构物。对于小型导管架而言,金属电阻对导管架外加电流阴极保护系统的电位分布影响很小,因此通电点的选择较容易。外加电流阴极保护系统设计时应考虑电流密度对辅助阳极的消耗影响,选取适当尺寸的阳极。通过数值模拟方法,可以优化阳极数量和位置,从而实现保护电流较小且保护效果更均匀,并满足一定的经济性要求。     

B含量对Al-Zn-Sn系阳极材料组织与性能的影响

在Al-Zn-Sn系阳极材料的基础上添加不同含量的B,研究B对合金组织性能的影响,运用电化学测试、扫描电镜技术,研究合金的组织和电化学性能.结果表明:硼含量主要影响合金的品粒大小、枝晶形态、第二相的数量和分布,进而影响合金表面溶解均匀性和电流效率;合金在B含量为0.0155%时,即按B、Ti质量比为1:3.22的比例添加B,可获得良好的电化学性能.     

锂离子电池及相关材料进展

新能源技术对人类社会未来可持续发展至关重要,锂离子电池可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存。电动汽车电池还面临重量、体积、寿命、安全、成本和系统可靠性等诸方面的挑战。评述了钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂等正极材料;石墨、钛酸锂等负极材料;电解质材料和隔膜材料等的研究和应用,重点介绍了正极材料的掺杂和表面修饰改性技术。并对电池技术的进步和新一代锂离子电池应用于电动车辆和智能电网的前景进行了展望。     

固溶温度对Al-Zn-Sn-Ga-Bi合金电化学性能的影响

对Al-Zn-Sn-Ga-Bi阳极合金分别进行460、480、500℃下保温4 h的固溶处理,用恒电流法测试固溶处理后合金在人造海水中的电化学性能,采用OM,SEM和EDS确定该合金不同固溶温度下的显微组织,并通过极化曲线考察合金极化过程的变化。结果表明,480℃固溶合金的工作电位负移较大,电流效率为95.6%,腐蚀均匀,综合性能较好。     

含Mg铝合金牺牲阳极的电流效率及其影响因素

在铝合金牺牲阳极中添加Mg、Ti、Nb等合金元素,研究它们的含量与存在形式对牺牲阳极性能的影响,分析第二相、晶粒细化等的作用和影响。结果表明：在所讨论的含Mg铝合金牺牲阳极中,会形成一定类型的第二相,进而影响牺牲阳极的电化学性能;理想的Mg含量为2%;加入微量Ti、Nb可以有效细化晶粒,对提高牺牲阳极的电流效率有很好的促进作用,而且单独加入Ti要比同时加Ti、Nb的效果好。