直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响因素

考察了温度、电位及中间产物等因素对直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响.结果表明,温度的升高会显著促进Pt催化剂粒子的聚结.对于PtRu催化剂,Ru氧化物/水合氧化物对Pt微晶的聚结具有抑制作用.高温放电实验后,PtRu催化剂的合金化程度有所提高.高电位会加速电催化剂的降解.电极反应中间产物甲酸和甲醛对甲醇电催化氧化反应具有一定的抑制作用,其中甲醛的影响更大.     

Inorganic-organic Composite Membranes with Novel Microstructure for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells

Nowadays, more and more fossil fuels are consumed and air pollution has become a threat to the survival of people. Therefore, we need some other power sources to provide energy without damaging the environment. Proton exchange membrane fuel cells （PEMFCs） have received wide attention due to their advantages such as high energy density and zero emission [1]. Particularly, direct methanol fuel cells （DMFCs） were considered as the most suitable energy sources for electric vehicles （EVs） and portable electronics.     

燃料电池概述

燃料电池在固定与分散电站、交通运输、移动电源等方面广阔的应用前景现已受到许多研究单位和公司的广泛关注，文章简要介绍了几种主要类型燃料电池(碱性燃料电池alkaline fuel cell，AFC)、磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell，MCFC)、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)、直接醇类燃料电池(direct alcohol fuel cell，DAFC)的特点、研究状况、市场需求和技术挑战，初步探讨了我国燃料电池研究开发的前景。     

碱性介质中葡萄糖在铂电极上的阳极氧化

为了进一步探明葡萄糖在铂电极上的氧化机理 ,用循环伏安法 (CV)在 - 0 .9～ 0 .4V(相对于饱和甘汞参比电极 )内研究了葡萄糖在铂电极上催化氧化行为 ,首次详细报道了葡萄糖在电化学氧化过程中的电位振荡现象 ,并用电流扫描法表征了葡萄糖的电位振荡情况 .电流扫描结果表明 ,在较慢的电流扫描速度下 ,电极过程出现了明显的电位振荡 .说明电极上产生了毒化中间物 ,电位振荡是由于毒化中间物在电极上的吸附和在高电位下氧化除去引起的 .     

亚心形四爿藻培养和产氢过程一体化平板光生物反应系统

利用整合了燃料电池的平板光生物反应器, 探讨了将亚心型四爿藻高密度培养和产氢两段工艺一体化集成的可行性. 在培养阶段通入体积分数为2%~5%的CO2可使藻细胞迅速增殖, 9 d内即可达到产氢要求的生物量(8.5×106 cell/mL). 通过叶绿素荧光参数分析, 选择2%的CO2培养的藻进行后续的产氢实验. 结果表明, PSⅡ活性和光合电子传递速率均随时间的推移而逐渐下降. 通过对产氢动力学曲线的分析, 计算出最大产氢速率为1.1 mL/(h·L), 持续产氢时间为60 h.     

侧基磺酸型含氟聚芳醚的合成

考察了多种高含氟量聚芳醚的磺化反应, 发现苯侧基的聚芳醚具有磺化反应条件简单, 磺化点与磺化度可控, 同时, 对其与质子交换膜材料相关的基本性能进行了表征.     

Sn（Ⅱ）／Sn（Ⅳ）对PtSn／C乙醇电化学氧化活性的影响

在乙二醇共还原H2PtCl6和SnCl2的过程中加入Ni(NO3)2作为助剂制备了PtSn/C-Ni催化剂. 程序升温还原实验检测到该催化剂中存在Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)氧化还原电对. 线性扫描、单电池性能测试和CO溶出实验表明,提高催化剂中Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)的比值能显著提高催化剂的乙醇电化学氧化活性和抗CO中毒能力. 催化剂电催化活性提高的原因可能是Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)电对加快了(OH)ads 物种在催化剂中的传递速率,促进了乙醇电化学氧化过程中产生的类CO中间物种在Pt表面的氧化.     

Pt/RuO2/CNTs纳米催化剂中RuO2含量对甲醇电催化氧化性能的影响

制备了一种新的甲醇直接燃料电池Pt/RuO2/CNTs阳极催化剂,在相同Pt负载量下,其甲醇电催化氧化活性是Pt/CNTs的3倍.采用循环伏安法研究发现Pt/RuO2/CNTs纳米催化剂中RuO2含量对甲醇电催化氧化活性有明显影响,当Pt和RuO2在碳纳米管上含量分别为15%和9.5%时,Pt/RuO2/CNTs催化剂具有最佳的甲醇电催化氧化活性.RuO2负载在碳纳米管上比电容的变化,反映了水合RuO2结构中质子与电子传输平衡的能力,分析表明,催化剂中RuO2含量不同导致电容的变化是影响甲醇电催化氧化活性的主要原因.当催化剂结构中质子与电子传输达到平衡时,催化剂比电容最大,电催化氧化活性最高.这种基于电容关联电催化剂的观点对甲醇直接燃料电池阳极催化剂的设计非常有意义.     

稀土对铁素体Fe-22Cr合金抗氧化性和导电性能的影响

研究了800 ℃下稀土元素对铁素体合金高温导电性和抗氧化性的影响,同时选择合适的合金元素组成,用SEM,EPMA,SIMS和GDS等技术来分析主要元素和微量元素对氧化膜生长和导电性影响. 在合金中添加不同种类和不同量的稀土元素对合金的抗氧化性和导电性的影响较大,添加Y和La可以大幅度地提高电导率,而添加Ce对电导率的影响不大. 考虑耐氧化性、高温导电性和热膨胀系数,含有0.06%Y的Fe-22Cr-0.5Mn合金更适合做SOFC的连接体.     

氧离子导体La1.9Ba0.1Mo2O9-α的合成及其电性能研究

通过固相法合成了La_1.9Ba_0.1Mo₂O_9-α氧离子导体,对样品进行了XRD、SEM表征,采用交流阻抗谱、氧浓差电池、氧泵等电化学方法研究了该陶瓷样品在600～1 000 ℃下的离子导电特性。结果表明,该陶瓷样品在氧化性气氛中是纯的氧离子导体,1 000 ℃时的氧离子电导率达到0.09 S·cm^-1,高于母体La₂Mo₂O₉的氧离子电导率。本文还研究了样品的燃料电池性能,在1 000 ℃时氢气/氧气燃料电池的最大输出电流密度为280 mA·cm^-2,最大输出功率密度为112 mW·cm^-2。