无CO_2排放型乙烷质子陶瓷膜燃料电池的研究

陶瓷燃料电池

日本开发全陶瓷燃料电池

固体氧化物燃料电池(sofc)是世界公认的高效、便捷和对环境友好的绿色能源。探索新型的高电导率电解质材料和发展薄膜化制备技术,研制高性能的中温陶瓷膜燃料电池以克服传统sofc的高温操作带来的技术困难,近几年来取得了突破性进展,简要介绍了这一历史性进程,特别是作者实验室的工作进展。提出了我国陶瓷膜燃料电池产业化的构想,展望了这种先进能源的发展前景

综述了燃料电池的发展趋势,指出平板型结构的优点。推荐8yzro2电解质的制造工艺和国外典型的封接技术。

日本开发出耐热陶瓷燃料电池

燃料电池(fuelcell)是21世纪最有前途和发展潜力的清洁能源技术之一,质子交换膜(pem)作为燃料电池的核心部件,对燃料电池的性能起到重要作用。鉴于全氟磺酸质子交换膜在高温低湿工作环境下所存在的缺点,制备低成本、高性能的无机-有机复合质子交换膜是一种有效的解决办法。以制备无机-有机复合质子交换膜的主要无机填料为分类依据,介绍了近年来国内外无机-有机复合质子交换膜的研究现状,综述了各类无机填料与复合质子交换膜的性能之间的关系,展望了无机-有机复合质子交换膜的未来研究方向。

陶瓷膜燃料电池(CMFC)——新型高效绿色能源的发展方向

通过将全氟磺酸溶液加入到ptfe多孔膜中制备了pfsi/ptfe复合膜。sem的测试结果显示,已有一层均匀的薄的pfsi膜存在于ptfe多孔膜表面,全氟磺酸树脂已均匀地分布到ptfe多孔膜中。实验证明,复合膜的强度和尺寸稳定性都优于单膜;厚度为40μm的复合膜,其电性能与厚度为60μm的单膜接近,复合膜最低膜厚可达20μm。用价格相对便宜的ptfe来部分代替昂贵的全氟磺酸树脂,可以减少全氟树脂的用量,降低质子交换膜燃料电池的制造成本。

分析质子交换膜燃料电池的膜水含量与运行参数的关系,从工程方法的角度建立水传输模型.模型分析得到,要提高膜的水合程度,需要通过增湿反应气体.过高的增湿反应气体又会引起阴极扩散层水的泛滥,需通过调节反应气体流量来缓解水的泛滥.为保证膜的高水合程度和低的阴极扩散层水的泛滥,建立了膜水含量的神经网络控制模型,为电池水管理奠定了基础.

新型燃料电池采用纳米陶瓷材料

新型燃料电池采用纳米陶瓷材料

综述了镓酸镧基陶瓷燃料电池电极材料的研究进展,对目前广泛研究的ni负极材料研究中存在的问题和改进研究进行了详细的介绍,评述了掺杂lamno3等正极材料与镓酸镧电解质的化学相容性以及今后电极材料的发展方向．

燃料电池课件 (2)

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nafion115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nafion115膜的(1000ma/cm2);在低电流密度区(小于700ma/cm2),复合膜性能低于nafion115膜;在高电流密度区(大于1000ma/cm2),复合膜性能明显高于nafion115膜。

小型质子交换膜燃料电池作为目前质子交换膜燃料电池的研究热点之一,其箱体结构设计的灵活、实用、可靠和便捷性更有利于其在小型电子设备和小功率移动电源等领域的广泛应用。考虑了在高压氢气瓶、便携式金属氢化物储气罐等不同氢气供气方式下设计小型质子交换膜燃料电池箱体结构,使其既能在通用供气方式下作为一个单独的部件进行供电,也能快速安装金属氢化物储气罐箱体进行便携式供电,实现了使用的可靠性、灵活性和便捷性。

用质量百分比为40%pt/c+nafion制备了亲水电极,并与nafion112质子交换膜热压制备了质子交换膜燃料电池膜电极组件。用恒电流极化和电化学阻抗谱研究了电极组分对性能的影响,同时优化了各组分的含量。在碳纸基体和催化剂层之间引入了c/fep催化剂支撑层,支撑层碳粉的优化载量为0.8mg/cm2,fep的优化质量百分含量为40%。电极催化剂层pt的适宜载量为(0.40±0.05)mg/cm2,nafion的优化质量百分含量为30%。

以60kw级质子交换膜燃料电池(pemfc)建筑热电联供系统为例,分析了用户电负荷及生活热水负荷的变化规律,模拟了能量供需的匹配与运行模式,考察了不同季节、不同时段系统对用户热电负荷的满足情况及系统实现的效率,按拟定策略运行时燃料节约情况及二氧化碳和氮氧化物的减排效果。

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面改性研究

美国sencer公司和通用汽车公司联合开发出一种陶瓷复合材料。这种材料耐高温、耐化学侵蚀，可用于燃料电池组件，这种被称为uhratemp的材料可用于代替昂贵的铂导电元件。据说这种专用元件可适于室外燃料电池应用。此外，这种元件可焊接成多层以适宜长期使用，从而降低成本。这种装置可在比固体氧化物燃料电池工作温度低的条件下工作，因而寿命更长。

美国sencer公司和通用汽车公司联合开发出一种陶瓷复合材料。这种材料耐高温、耐化学侵蚀，可用于燃料电池组件，这种被称为ultratcmp的材料可用于代替昂贵的铂导电元件。据说这种专用元件可适于室外燃料电池应用。此外，这种元件可焊接成多层以适宜长期使用，从而降低成本。这种装置可在比固体氧化物燃料电池工作温度低的条件下工作，因而寿命更长。

固态氧化物燃料电池据说可达到80％的高转换效率（氢燃料电池转换效率为50％），并有较广泛的燃料选择，例如氢、天然瓦斯或丙烷（propane）；但是这种电池也较容易因正极堵塞了硫磺（sulfur）或是碳而遭到污染，因此使性能降低。

通过分析质子交换膜燃料电池(pemfc)电极用气体扩散层的功能特点及性能要求,对几种常用于pemfc电极中的气体扩散层材料,如碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸等进行了评述,介绍了它们的基底制作工艺及后处理工艺,同时对几种典型的憎水处理方法作了简要的说明。针对各种气体扩散层材料存在的缺陷,指出研究开发具有高性能的气体扩散层材料将有利于改善pemfc电极的综合性能。