中科院大连化物所质子交换膜燃料电池用Pt/C电催化剂的研究

电催化剂是质子交换膜燃料电池中非常重要的关键材料，文中详细地介绍了大连化学物理研究所燃料电池工程中心所研制的高分散度Pt/C催化剂的制备和表征结果，采用这种Pt/C催化剂组装了5kW的电池组，电池组良好的性能验证了催化剂的高活性，为了提高催化剂的利用率，文中研究了催化剂分散度和电池性能的关系，研究表明阳极侧催化剂分散度越高对提高电池的性能越有利，而在阴极侧Pt分散度的增加对电池的性能影响不大，这是因为反应界面上Pt分散度增加后降低了氧还原反应的比活性。     

阳极H2S杂质气体对PEMFC性能影响的研究

研究了燃料气(H2)中的H2S对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响,结果表明H2S对电池性能的影响取决于燃料气中H2S的浓度、电池操作温度和电流密度,且这种影响是随时间累积的,最终都会造成电池性能的大幅衰减.使用纯净氢气并不能恢复中毒电池的性能,但通过多次循环伏安(CV)扫描可以完全恢复.同时,根据CV研究认为H2S会强烈吸附在Pt催化剂表面,随着扫描电位的升高,吸附物被氧化可能生成SO3或SO2-4.通过电化学阻抗(EIS)的方法得到了H2+50 ppm H2S/H2半电池体系下的阻抗谱,结果表明由于H2S吸附造成H2的吸附困难,从而导致在三相界面上的电化学反应所涉及的电荷转移阻抗增加.     

高效率多硫化钠/溴储能电池的研究

采用高温还原的方法制备了多硫化钠/溴储能电池负极用Ni/C催化剂,Ni/C、Pt/C分别是多硫化钠/溴储能电池负极和正极性能良好的电催化剂。系统地研究了Nafion膜的厚度、电催化剂含量、操作条件对电池充放电性能的影响。采用较厚的膜,电池性能稍微降低,但可减少阴离子的渗透。这种新型储能电池放电时功率密度达到0 7W/cm2(U=1 0V)。循环性能研究表明:采用较厚的膜,电池的充放电性能好,性能衰减很小,在100mA/cm2充放电,电压效率达到86 7%。     

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。     

氢能及燃料电池技术的发展

1引言氢是一种化学能的载能体,通过燃料电池可以实现氢与氧的电化学反应,直接把化学能转换为电能,同时只生成水,因此,氢是一种清洁的能量载体;氢在自然界中含量十分丰富,约构成了宇宙质量的75％,但均以化合物形式存在,需要通过一次能源转化才能     

流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响

流场的形状和尺寸是设计双极板的核心。合理的流场既要确保电极各处均能获得充足的反应剂供应,同时又要保证反应产物水的排出。研究了不同流场尺寸对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:在一定范围内,随着开孔率的增加,电极与流场本相及接触电阻也逐渐增加;开孔率相近时,这一电阻相差不大。在相同开孔率的情况下,沟槽尺寸越小,电池性能越好。     

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。     

燃料电池不锈钢双极板CrN/CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面制备了CrN/CrC多层薄膜。测试结果表明,与未镀膜的不锈钢基体相比,镀膜不锈钢的接触电阻(120N/cm2压紧力)降低2个数量级,并且耐蚀性能显著改善,腐蚀电流密度降低0.5~1个数量级。同时,镀膜不锈钢的耐久性亦大幅提升,改性薄膜可以有效保护不锈钢基体免受腐蚀损害。     

高温PEMFC的性能衰减研究与一维数值模拟

以PBI/H3PO4体系高温质子交换膜燃料电池为研究对象,进行了500h恒负载条件下的连续寿命实验,运用电化学电位扫描技术和交流阻抗技术测试了电池在连续运行过程中的电化学活性面积(AEC)和电池内阻的变化,实验结果表明在500h的连续寿命实验中,电池性能衰减的主要原因是高温操作条件下由于催化剂的烧结造成的电化学活性面积的损失。同时,建立了基于高温体系的一维数学模型,利用电化学方法测试得到的两个重要参数——体交换电流密度和电池内阻作为模型输入参数,计算了电极扩散层的反应气体浓度分布,运用模型模拟了电池在连续寿命实验中不同时间的稳态极化曲线,模拟结果和实验结果基本一致。     

PEMFC用气体扩散层中微孔层的干法制备

比较了用干法和湿法制备的微孔层(MPL)对质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出性能的影响.结果表明干法MPL具有较湿法MPL更优的"水管理"功能.对基于干法MPL和湿法MPL的气体扩散层(GDL)分别进行了表征,包括扫描电子显微镜法(SEM)、透气率以及表面接触角.表征结果支持上述实验结论.干法MPL中PTFE质量百分含量的最优值为30%.