碱性固体燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展

最近,碱性聚合物电解质膜燃料电池（APEMFC）因具有电极反应动力学快以及不依赖于贵金属铂催化剂等诸多优点而成为一个热门话题. 作为其中一个关键部件,碱性聚合物电解质膜直接影响燃料电池的性能和成本.然而,迄今为止,仍然没有令人满意的碱性电解质膜材料. 为此,大量研究被开展和报道. 本文综述了近三年内文献中关于燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展：包括各种各样的合成策略,构效关系,水管理以及非原位或原位稳定性测试等等. 尤其是一些新的金属离子基阴离子交换膜和冠醚基阴离子交换膜首次被提及和评论.此外,还进一步预测了将来的发展趋势.     

碱性固体燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展

最近,碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)因具有电极反应动力学快以及不依赖于贵金属铂催化剂等诸多优点而成为一个热门话题.作为其中一个关键部件,碱性聚合物电解质膜直接影响燃料电池的性能和成本.然而,迄今为止,仍然没有令人满意的碱性电解质膜材料.为此,大量研究被开展和报道.本文综述了近三年内文献中关于燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展:包括各种各样的合成策略,构效关系,水管理以及非原位或原位稳定性测试等等.尤其是一些新的金属离子基阴离子交换膜和冠醚基阴离子交换膜首次被提及和评论.此外,还进一步预测了将来的发展趋势.     

固体聚合物电解质燃料电池的研究

报道了固体聚合物电解质燃料电池的电极制备方法和温度，压力以及阴极气量对电池性能的影响。     

碱性聚合物电解质膜的表面锥形阵列结构提升燃料电池性能

燃料电池作为一种清洁高效的能量转换装置,被认为是构建未来社会可再生能源结构的关键一环。不同于质子交换膜燃料电池(PEMFC),碱性聚合物电解质燃料电池(APEFC)的出现使非贵金属催化剂的使用成为可能,因而受到了日益广泛的关注和研究。APEFC的关键结构是膜电极,主要由聚合物电解质膜和阴阳极(含催化层、气体扩散层)组成,膜电极是电化学反应发生的场所,其优劣直接决定着电池性能的好坏。因此,基于现有的碱性聚合物电解质及催化剂体系,如何构筑更加优化的膜电极结构,使APEFC发挥出更高的电池性能是亟待开展的研究。本文首先通过模板法在碱性聚合物电解质膜的表面构建出有序的锥形阵列,再将具有阵列结构的一侧作为阴极来构筑膜电极,同时,作为对比,制备了由无阵列结构的聚合物电解质膜构筑而成的膜电极,最后对基于两种不同膜电极的APEFC的电化学性能进行了对比研究。实验结果表明,锥形阵列结构可以将APEFC的峰值功率密度由1.04 W·cm-2显著提高到1.48 W·cm-2,这主要归因于在APEFC的阴极侧具有锥形阵列结构的聚合物电解质膜的亲水性的提升和催化剂电化学活性面积的增加。本工作为碱性聚合物电解质燃...     

燃料电池聚合物电解质膜

本文简要介绍了聚电解质膜燃料电池的定义、分类、工作原理及其特点,综述了国内外在燃料电池聚电解质领域的最新成果。对质子传导率与甲醇渗透系数的关系进行了初步探讨,详细评述了近年来AAPEM和ACPEM这两类聚电解质膜的研究进展,并对今后的研究趋势作了展望。     

燃料电池用聚乙烯醇基碱性聚合物电解质膜的制备及其性能

通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)和聚乙烯醇/聚乙二醇二甲醚(PVA/PEGDE)碱性聚合物电解质膜详细考察了膜的外观形貌、微观结构、热稳定性、离子电导率和化学稳定性等.结果表明,PVA与PVP以及PEGDE具有很好的相容性,所制备的复合膜断面致密...     

固体聚合物电解质燃料电池

总结了固体聚合物电解质燃料电池在国内外的近期研究进展，阐明了电池的工作原理和电极的制备，并强调了进一步研究的一些问题。     

锂离子电池用聚合物固体电解质的新进展

综述了锂离子电池用聚合物固体电解质方面的进展。     

双极界面聚合物膜燃料电池研究进展

双极界面聚合物膜燃料电池(BPFCs)作为一类新型的具有酸碱双极界面结构的聚合物膜燃料电池,其新颖的膜电极结构带来了突出的优势以及独特的界面问题。随着关键材料与界面工艺的发展,近年来双极界面聚合物膜燃料电池取得了显著的研究成果。本文将梳理膜电极工艺及结构、关键反应界面、水传输机制以及非铂催化剂应用等方面的研究进展。这些基础理论与关键技术的发展为双极界面聚合物膜燃料电池未来深入研究和开发奠定了良好的基础。     

聚合物固体电解质研究进展

本文概述近十几年来聚合物固体电解质材料开发研究的状况,包括线型高分子、为改进性能而发展起来的枝型、梳型及交联型高分子,并对高分子与金属盐络合的离子聚合物结构和性能作了描述。阐述了高分子固体电解质的导电行为、导电模型及导电机理。对聚合物固体电解质的各种应用作了介绍并简要讨论了高分子固体电解质的发展趋向及前景。     

Single-atom Catalysts for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

Searching for high-activity, stability and highly cost-effective electrocatalysts for acid oxygen reaction reduction(ORR) has always been an urgent problem in polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs). Nonetheless, the electrochemical properties of various systems have their intrinsic limits and tremendous efforts have been paid out to search for highly efficient electrocatalysts by more rational control over the size, morphology, composition, and structure. In particular, single-atom catalysts(SACs) have attracted extensive interest due to theirs excellent activity, stability, selectivity and the highest metal utilization. In recent years, the number of papers in the field of SACs has increased rapidly, indicating that SACs have made great progress. This review focuses on SACs electrochemical applications in the acid ORR and introduces innovative syntheses, fuel cell performance and long-time durability.     

碱性膜燃料电池阳极碳酸化模型研究

碱性聚电解质燃料电池（APEFC）近年来取得了可观的进展,但是在使用空气作为氧化剂工作时仍然面临着性能损失. 文献中已有多个理论试图解释性能损失的来源,但是缺乏定量化的分析. 本文根据实验发现和热力学及阳极反应的动力学分析,提出了分层的阳极碳酸化模型和方程组.模型的定量化模拟结果进一步和实验结果进行验证,提出了电池性能损失的可能原因.     

PVA碱性凝胶聚合物电解质薄膜电化学稳定性研究

应用溶解—铸膜法制备聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)碱性凝胶聚合物电解质(gelpolymerelectrolyte,GPE)薄膜.交流阻抗(EIS)测试表明,随着KOH含量的增加,该薄膜的离子电导率表现为先增大而后减小的变化趋势,当KOH含量为42%(bymass,下同)时,电导率达到最大值,为2.01×10-3S/cm.X射线衍射(XRD)结果表明,当膜中KOH含量大于20%时,晶态的PVA就逐渐转变为非晶态结构.又当KOH含量增加到一定值后,由于体系中未电离的非晶态KOH量的增多而导致离子电导率下降.循环伏安(CV)和拉曼光谱(Raman)结果表明,该薄膜具有很好的电化学稳定性,可应用于碱性二次电池.     

Optimization of Mass Transfer Processes in the Zone of the Air Electrode of a Fuel Cell with a Solid Polymer Electrolyte

A two-dimensional mathematical model for the transport of reactants in a fuel cell with a solid polymer electrolyte is developed. The model is used for analyzing spatial distributions of the concentration of reactants and current density over the cell. The effect of the catalytic-layer activity, reactant speed, bipolar-plate geometry, thickness and porosity of current collector and/or gas-diffusion sublayer, and the reaction mixture composition on the fuel cell efficiency is estimated theoretically and experimentally.