质子交换膜燃料电池用SPTFS/PTFE复合膜研究

将磺化聚α,β,β 三氟苯乙烯(SPTFS)树脂浸入到多孔的聚四氟乙烯(PTFE)膜的孔中,制成SPTFS/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)。与均质膜相比通过这种复合方法降低了膜的吸水率。复合膜的电导率在10-2S/cm范围。在80℃,p(H2)/p(O2)压力比为0.2MPa/0.2MPa条件下,用复合膜组装的电池性能与Nafion 115膜组装的电池性能进行了比较。复合膜组装的电池在0.5V时的电流密度(1200mA/cm2)大于Nafion 115膜的(1000mA/cm2);在低电流密度区(小于700mA/cm2),复合膜性能低于Nafion 115膜;在高电流密度区(大于1000mA/cm2),复合膜性能明显高于Nafion 115膜。     

微型燃料电池的研究与发展

分析了为什么研究和发展微型燃料电池;对微型燃料电池在一些知名研究所、大学和公司的最新研究动态进行了详细介绍,重点讨论了微型燃料电池的结构设计、加工过程以及它们的应用;最后提出了微型燃料电池进入商业化须要重点解决的技术问题及其发展趋势。     

无外增湿操作质子交换膜燃料电池

采用Nafion112膜组装 5cm2 活性面积质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,在无外增湿反应气体条件下试验了氢气和氧气并流和逆流时电池的工作性能。实验结果发现 :气体并流时 ,电池的最佳工作温度是 6 0℃ ;气体逆流时 ,电池可以在 80℃稳定工作 ,且性能与外增湿条件下的电池性能相比无明显下降。将PEMFC的活性面积放大到 14 0cm2 ,电池仍可以在气体逆流、80℃和无外增湿条件下稳定工作。     

Nafion膜厚度对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用不同厚度Nafion膜 (Nafion 117,115 ,1135 ,112和 10 1)组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,通过测试电池极化曲线 (U/I) ,研究Nafion膜厚度对PEMFC工作性能、氧气还原反应的电极动力学参数和电池内阻的影响 ,通过线性回归分析不同厚度Nafion膜组装PEMFC的内阻计算了Nafion膜材料的电导率。实验结果表明 :( 1)降低电解质膜的厚度将会降低电池的内阻 ,从而有利于提高PEMFC的工作性能 ;( 2 )随着膜厚度的降低 ,U0 值有降低的趋势 ,Tafel斜率b值变化不明显 ;( 3)厚膜组装电池的极化曲线在低电流密度时就偏离了线性 ,其主要原因是质子传质极化引起的 ;( 4 ) 80℃时Nafion膜材料的电导率约为 0 .0 77Ω-1·cm-1。     

SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND APPLICATION IN PEMFC OF ZIRCONIUM OXO PHOSPHATE-SULFATE

Mesoporous zirconium oxo phosphate-sulfate was synthesized by hydrothermal method with hexadecyltrithylammonium bromide(CTAB)as the template and with zirconium nitrate or zirconium oxychloride as zirconium source.The optimum two-stage process was established, ~(31)P MAS NMR showed that the states of phosphate species were changed with further postsynthesis treatment by sulfate acid. The transformations of the structures at different temperatures from room temperature to 1173 K were investigated by XRD. The mesoporous structure could be retained up to 723 K. The proportion of tetragonal phase (T-ZrO_2) to monoclinic phase (M-ZrO_2) decreased with increasing temperature from 923 K to 1173 K. After the as-synthesized sample was treated by H_3PO_4 and H_2SO_4, T-ZrO_2 kept predominant at wide temperature range. The performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with the recast composite membrane of Nafion and zirconium oxo phosphonate-sulfurate has been investigated.     

高功率密度质子交换膜燃料电池研究

采用低铂载量E TEK电极组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,研究了质子交换膜厚度、电极立体化的聚合物电解质Nafion含量和操作条件对PEMFC性能的影响 ,同时对电池进行了稳定性试验。实验发现 :(1)使用薄膜电解质(Nafion 112 )显著提高了电池性能 ;(2 )电极立体化的Nafion含量为 0 .9mg/cm2 时性能最佳 ;(3)提高电池温度和气体压力有利于改善电池性能 ;(4 )Nafion 112膜和低铂载量E TEK电极组装的PEMFC稳定性良好 ,在 90 0h内未见电池性能下降 ,且质子交换膜和电极之间相互结合良好 ,无断裂或分层现象发生     

磺化聚砜膜的燃料电池性能初步研究

针对磺化聚砜质子交换膜用于PEMFC ,研究了它的物理化学性能和电化学性能 ,实验结果表明 :与Nafion 膜相比 ,磺化聚砜 (EW =90 0 )作为质子交换膜材料 ,具有较好的热稳定性、水化性能和尺寸稳定性 ,溶液浇铸法制得的磺化聚砜膜在机械强度、气体渗透性能方面与Nafion 膜相近 ,用磺化聚砜膜组装的PEMFC的电池性能与Nafion 膜相比存在一定的差距 ,但从电池运行稳定性来看 ,还是有希望用于质子交换膜燃料电池的 .     

燃料电池用质子交换膜研究进展

简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术的商业化进程。     

再铸Nafion膜的制备与应用

采用溶液－浇铸法用商业化Nafion膜的溶解液制备再铸Nafion膜，对再铸Nafion膜进行了氧气渗透系数测试和电池性能评价，并与厚度相近的商业化Nafion膜进行比较，同时对再铸Nafion膜组装的PEMFC进行了短期稳定性考查，实验结果表明：通过溶液－浇铸法制备的再铸Nafion 膜可以应用于质子交换膜燃料电池，再铸Nafion膜的氧气渗透系数和电池性能与商业化Nafion膜相近，再铸Nafion膜组装PEMFC在150h之内未见电池性能下降。     

燃料电池的复合质子交换膜研究——不同多孔聚四氟乙烯底膜对复合膜性能的影响

把Nafion树脂浸入到不同的聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜孔中,制成Nafion/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC).从SEM照片上看,Nafion树脂已均匀地分布在PTFE多孔膜中,而且已有一层均匀的薄Nafion膜存在于PTFE多孔膜表面.在80 ℃,pH2/pO2为0.2 MPa/0.2 MPa条件下,对比基于不同PTFE膜的复合膜组装的电池性能,结果表明,PTFE膜中孔的体积越大,其复合膜组装的PEMFC性能越好.