氢能——我国未来的清洁能源

首先介绍了氢能的诸多优点,例如资源丰富、来源多样性、可再生性和可储存性等,特别指出氢的可储存性使其具有和电、热不同的能源载体的用途。进而就我国能源资源情况、能源安全、环境要求以及经济可持续发展的角度说明我国发展氢能的必要性。说明发展氢能燃料电池汽车、分散供电、供热都将是我国经济持续发展的新的增长点。当前,各国制定氢能发展规划,加大发展氢能的力度,出现氢能国际化的苗头。对此,作者建议应根据我国国情特点,制定我国的氢能发展计划和目标,同时,积极参与氢能国际化活动,为我国的可持续发展争取条件。     

Pt/TiO_2光催化制氢的初步研究

对无氧条件下Pt/TiO_2光催化重整甲醇制氢的基本步骤进行简化,在同一体系中进行了光催化剂的合成和光催化制氢的两步反应。基于正交设计法对该复杂体系进行了分析,得到Pt载量、甲醇/水体积、灯距、前反应时间这4种影响因素的3个不同水平对放氢速率的影响。确定了最佳实验条件为Pt载量0.5％(mol)、甲醇/水体积比5:1、灯距12 cm、前反应时间3h。分析结果表明,Pt载量对放氢速率的影响最大。实验获得的最高放氢速率为5.84 ml·h~(-1)·g~(-1)。     

我国中远期石油补充与替代能源发展战略研究

发展石油补充与替代能源对满足日益增长的石油需求和保障国家能源安全均有着重大意义.中国科学院学部组织有关院士及专家进行了我国中远期能源发展战略的研究.研究了我国的石油资源,预测了需求和产能,阐明了发展补充与替代能源的必要性.在发展替代燃料方面,研究了非常规石油开发,用煤和天然气制取燃料和用生物质制取燃料的有关进展与展望.在交通节油方面,研究了发展节油的综合交通体系,电气化轨道交通,节能、代用燃料与电动车辆,以及燃料电池与动力蓄电池的有关进展与展望.简要叙述了有关结论与建议.     

碱性直接甲醇燃料电池的研究进展

甲醇及非贵金属在碱性介质中的氧化特点和高活性为直接甲醇燃料电池的发展开辟了新的方向,即碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC).综述了ADMFC的特点、研究现状及面临的挑战和发展趋势.     

SPE电解池催化剂载体的研究

采用氮化钛、碳化钛、碳化硅纳米粉体作为载体,制备担载型RuO2催化剂;并利用X-射线衍射(XRD)及电化学测试技术对样品进行表征.结果表明:纳米TiN、TiC粉体在高温煅烧时都发生了氧化反应,部分转化为TiO2,而纳米粉体SiC比较稳定,不发生化学反应,RuO2/SiC催化剂相比RuO2/TiC、RuO2/TiN催化剂也具有较好的析氧催化活性.     

操作条件对直接NaBH4/H2O2燃料电池性能影响

直接NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)作为碱性燃料电池研究新方向,因具有高的质量比能量(9.3 kWh/g)受到广泛关注.讨论了电解质膜、电解质溶液浓度以及温度等操作条件对DBFC性能的影响,结果显示,阳极采用PVC和阴极采用MnO2的电催化剂对直接NaBH4/H2O2燃料电池具有较好催化活性,在8O℃下,以Nation 117为电解质膜.电解质溶液NaBH4和NaOH以及氧化剂H2O2浓度分别为1,0、3.0、6.0 mol/L的条件下时.电池峰值比功率达130 mW/cm2,最后指出MnO2作为阴极催化剂的DBFC克服了传统燃料电池使用贵金属催化剂以及解决燃料储运等问题,具有广阔应用前景.     

Zr掺杂K2La2Ti3O10制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯、碳酸钾、硝酸镧、氧氯化锆为原料,采用聚合-络合法制备出了新型的Zr掺杂改性的纳米复合物K2La2Ti3-xZrxO10,通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(DRS)、比表面(BET)以及光致发光(PL)测试对其晶体结构和光学性质进行了表征.以乙醇为电子给体,比较了Zr掺杂量对催化剂光解水活性的影响.结果表明,通过低浓度Zr的掺杂,载Pt后光催化活性得到了大大地提高.Zr掺杂量x=0.2时获得比表面为18.72m2/g的纳米颗粒具有最好的光催化活性,测得其5h内在乙醇溶液中的产氢量子效率为2.69%.     

我国发展氢能的战略建议——从“浅绿”到“深绿”（上）

一氢能越来越受到国际社会重视 氢能可以由各种一次能源制取,没有地域的限制;氢燃烧最终产物是水,不仅没有污染,而且水又是制氢的原料;氢可以像天然气那样储存,将其用于太阳能(风能)一氢能系统,可以解决可再生能源时空分布不均的问题.氢的这种地域与资源的无限性、环保性及可储存性得到科学界、工业界的高度评价,被认为是人类未来的能源.     

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.     

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。