一体式可再生燃料电池

一体式可再生燃料电池是可再生燃料电池中最先进的一种，它是在同一组件上既可以实现燃料电池功能又可以实现水电解功能的储能和供电系统，具有能量密度高、使用寿命长、使用中无自放电且无放电深度及电池容量的限制等优点，是极有希望在空间、军事及可移动电源领域替代传统二次电池的储能系统。本文介绍了一体式可再生燃料电池的研究进展，并提出了目前亟待解决的问题。     

大孔碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力

本文用X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)谱、拉曼光谱和电化学等技术研究了直接甲酸燃料电池(DFAFC)中Vulcan XC-72炭黑载Ir(Ir/XC)和大孔炭载(Ir/MC)催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸的能力。发现Ir/MC催化剂对氧还原的电催化性能要优于Ir/XC催化剂,氧起始还原电位比在Ir/XC催化剂上正移0.1V,极限电流密度比在Ir/XC催化剂上大30％左右。由于Ir/MC和Ir/XC催化剂的Ir粒子平均粒径和相对结晶度相似,因此,这只能归结于MC有大的孔径和孔率及高的石墨化程度。另外2种催化剂都有很好的抗甲酸能力。因此MC是一种比XC更好的催化剂的炭载体。     

有序化膜电极研究进展

燃料电池的性能方面在近年来有很大提高,但要实现商业化其成本和Pt用量需要进一步的降低. 大量的文献工作证明了有序化膜电极有助于提高电极中催化剂的利用率、降低Pt的用量以及增加反应的三相界面,特别是3M公司制备的纳米薄膜电极（NSTFs）是一种高活性,高稳定性的薄膜状催化层,从而电极稳定性也大幅提高. 此外也有不少工作使用导电性好的碳纳米管阵列,以及稳定性高的金属氧化物阵列等作为这种3D结构催化层中催化剂的有序载体,研究进一步提高Pt基催化剂的活性,降低Pt担载量,构效关系等一些基础性的工作. 但是总体上看,现有的有序化膜电极,均需要进一步改进. 本文评述了目前国内外有序化膜电极的研究现状.     

高温质子交换膜燃料电池用聚苯并咪唑/聚乙烯基苄基交联膜的制备与性能研究

为提高聚苯并咪唑（PBI）膜的抗氧化性能,以乙烯苄基氯（PVBC）作为PBI的大分子交联剂,并利用1H-1,2,4-三氮唑取代交联剂中的不稳定端基Cl,制备了交联型高温质子交换膜,考察了交联剂用量对膜的电化学性质的影响. 研究表明,膜中的交联结构有效提高了膜的抗氧化性能,并兼具优异的电导率及力学性能. 采用无增湿H₂和O₂对膜电极性能进行了测试,150 ^oC下电池最大功率密度达到0.82 W•cm^-2.     

PtCu2八面体形貌调控及氧还原电催化性能研究

利用溶剂热法,在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中共同还原乙酰丙酮铂（Pt(acac)₂）和乙酰丙酮铜（Cu(acac)₂）制备PtCu八面体合金催化剂. PtCu₂八面体表现出明显的晶格收缩、较高比例的非氧化态Pt单质和较高的电子结合能,进而表现出较弱的含氧物种吸附强度和较低的d 带中心位置. 系统研究结构导向剂对PtCu合金形貌影响. 在半电池测试中,由于PtCu₂具有均匀分散的规则八面体形貌结构,导致在0.9 V vs. RHE处氧还原（ORR）的质量比活性和面积比活性分别是Pt/C（JM）的6.3和27.2倍,并在加速衰减测试后其ORR的质量比活性仍达到Pt/C（JM）的4.5倍.     

锡酸钾对流动锌酸钾碱液中锌沉积/溶解的影响

研究了在流动的高浓度锌酸钾溶液中锡酸钾添加剂对锌负极沉积/溶解行为的影响. 循环伏安测试结果表明, 扫描速度为1 mV/s时, 随着添加锡酸钾浓度的增加, 阴极分支更早出现沉积, 溶解峰的峰值逐渐减小; 随着扫描速度的增加, 这种规律变得不明显. 利用SEM观测电沉积500 s的沉积物形貌发现, 向基础溶液中添加锡酸钾有利于晶种的产生和晶粒的生长. EDS测试结果表明含锡酸钾的锌酸钾溶液中沉积层含有锌和锡. 自放电测试结果表明, 基础电解液加入锡酸钾后自放电现象得到了明显的改善, 充满电静置12 h后加入0.1 mol/L锡酸钾的电池放电库仑效率从基础溶液的60.0%提高到81.1%.     

纳米碳纤维-硫正极电化学性能

应用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试方法,研究了不同比例的纳米碳纤维(NCF)对硫正极电化学性能的影响.结果表明,NCF-硫正极的倍率放电性能和循环伏安性能都有了一定的提高,添加量为3%和5%时效果较好.3%NCF-硫正极电流密度0.4 mA.cm-2时,比容量达880 mAh.g-1,20次循环后,比容量仍保持630 mAh.g-1.     

单液流锌镍电池锌负极性能及电池性能初步研究

对单液流锌镍电池锌电极在电解液流动状态下,电沉积锌形貌随电流密度的变化进行表征,结果表明,随充电电流密度的增大电沉积锌层逐渐致密化,没有枝晶生成.组装了容量为2Ah的电池,并进行长时间充放电性能研究.测试结果该电池的平均充电电压为1.84 V,平均放电电压1.65 V,平均库仑效率达到96%,能量效率达到了86%.     

MCFC隔膜用γ-LiAlO_2 粗细匹配料制备研究

用高温反应法制得γ_LiAlO2 粗料 .另用氯化物法先制得α_LiAlO2 细料 ,此细料在 90 0℃焙烧几小时 ,它首先转化为中间过渡型 (无定型 ) ,进而再转化为γ_LiAlO2 超细料 .其粒度 <0 .18μm ,BET比表面积 >43m2 /g .用带铸法把以上γ_LiAlO2 粗细匹配料制得MCFC隔膜 .用此膜组装的电池性能较高 ,在 2 0 0和 30 0mA/cm2 放电时 ,电池输出电压分别为 0 .85V和 0 .75V时 ,功率密度高达 2 5 0mW /cm2 等 .用匹配料制得膜性能明显优于用单一粗料制得的膜 .粗细料制备工艺过程和匹配是成功的 .     

质子交换膜燃料电池电极的一种新的制备方法

提出一种新的电极制备方法 ,在薄层催化层电极制备中加入造孔剂 ,并使用喷涂方法 ,使质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电极中铂担量降到 0 .0 2mgPt/cm2 .与文献方法相比 ,新方法过程简单、成本低、易放大 .并通过实验得到电极的最佳组成为 :催化剂 :造孔剂 :Nafion =3:3:1 .采用此方法制备的电极 (0 .0 2mgPt/cm2 )与Nafion 1 1 5膜组装成电池 ,单池工作电压为 0 .7V时 ,每毫克铂可产生 2 0A的电流 ,每千瓦电池组仅需 72mgPt .