自呼吸式DMFC电堆构建与电池性能研究

本文报道了一种能驱动风扇工作的自呼吸式DMFC小型电堆,电堆主要南燃料储罐、膜电极(MEA)、集流体等组成.文中针对影响该电池性能的主要参数,如电堆的活化过程、甲醇浓度等因素进行了研究.同时,本文还对电堆的恒电流放电时的电流曲线特点以及阴极水的生成规律进行了初步考察和探讨.     

基于六硼化镧与壳聚糖的光热转换生物材料

为实现光合细菌(PSB)产氢过程的光分频利用,用六硼化镧(LaB_6)和壳聚糖制备了光热转换发光发热生物材料,研究了不同LaB_6纳米颗粒的生物材料在可见光下的吸光特性和光热转换特性。研究发现:该生物材料能较好地透过510~650 nm波长的光为PSB产氢供给光能,而其他波段的光用于激发LaB_6粒子产热为PSB提供热能。LaB_6纳米颗粒的吸光度及光热转换能力受颗粒尺寸影响显著,当生物材料中LaB_6颗粒平均水力直径为295 nm时,12 min内的温升速率为0.41℃/min,是载玻片的5.4倍。     

采用阴/阳极通流的热再生氨电池性能

构建采用阴/阳极通流的穿透电极型热再生氨电池(Thermally Regenerative Ammonia-based Battery,TRAB),并研究了电解液/氨流量比、氨浓度、电极孔隙和支持电解质浓度对电池性能的影响.结果 表明,电解液/氨流量比过低会导致氨渗透,恶化阴极性能,进而降低电池性能;通过增大流量比,可加强传质提升电池功率.一定流量比下,随氨浓度增加,电池性能逐渐提升,但过高浓度会引起氨渗透,恶化电池性能.电极孔隙密度越大,电极反应表面积越大,电池性能提升.随硫酸铵浓度增大,电解质电导率不断增大,电池性能逐渐提升,在高浓度(＞2 mol.L-1)下,浓度增大对电池性能提升不明显.     

具有嵌入式流道的贯穿电极热再生电池性能特性

多孔电极内物质传输对热再生电池性能至关重要,而传质较佳的穿透电极内仍然存在物质分布不均,为此构建嵌入式流道以强化物质均匀分布和传输。本文研究了嵌入式流道形式及数量、电解液流量对穿透电极热再生电池物质传输及产电性能的影响。研究结果表明,由于交错型流道具有较佳的物质传输和较均匀的物质分布,电池获得了最高功率(10.0 m W)、最大产电量(1929.1 C)和最高的相对卡诺效率(10.2%)。在一定范围内交错型流道数量越多致使物质分布越均匀,电池最大功率越高。此外,电池最大功率随着电解液流量的增加逐渐增大,但增大速率逐渐减小,最佳电解液流量为30 mL/min。     

过硫酸钾为电子受体的微生物燃料电池性能特性

本文采用过硫酸钾作阴极电子受体,阳极室接种厌氧活性污泥,构建了"H"型微生物燃料电池(MFC),并对电池产电性能进行了实验研究.结果表明,附着在阳极电极表面的生物膜对MFC的产电起着关键性的作用,电池性能随着阴极侧电解质溶液pH值降低而提高,随着过硫酸钾浓度增大而提高.电池的开路电压及最高输出功率在以过硫酸钾做电子受体时都要显著高于常用的铁氰酸钾电子受体.     

微藻中低温水热水解动力学及焓熵分析

针对微藻生物质的水热转化过程,研究不同温度(100~150℃)下水热水解的产糖特性.采用两相提取的two-site模型和二级反应模型分析糖析出过程,恒温下Vant's Hoff公式分析焓熵变化。糖类析出以阻力扩散为主,温度越高,非阻力与阻力扩散糖析出产率均升高,非阻力扩散占比增加,从100℃升高到150℃,非阻力扩散糖析出产率由3.57变为21.37 mg·g~(-1)DW,阻力扩散糖析出率由71.82变为93.94 mg·g~(-1)DW。糖的析出过程△H为72.52 kJ·mol~(-1)、△S为202.43 J·mol~(-1)K~(-1),随着温度增加,△G由-0.36 kJ·mol~(-1)减小到-1.58 kJ·mol~(-1),利于糖析出.     

钯修饰镍网阳极无膜直接硼氢化钠燃料电池

被动式无膜碱性直接硼氢化钠燃料电池(DBFCs)具备高能量密度、低成本且无储氢需求等优点，被认为是一种极具发展潜力的便携式电化学电源。DBFC阳极常采用的非贵金属Ni，其价格低廉，且对硼氢化钠氧化反应(BOR)具有较高的催化活性，但也存在库伦效率较低、副产氢严重等问题，大大降低了阳极产电性能。为解决上述问题，本文采用电化学沉积法在高比表面积Ni网上沉积Pd制备了低载量Pd-Ni阳极，并研究了不同Pd载量对此阳极BOR性能的影响。结果表明，当Pd载量为0.3 mg·cm^-2时，构建的DBFC性能最佳，室温条件下其最高功率密度可达63 m W·cm^-2，表现出良好的商业化应用潜力。