单室固体氧化物燃料电池

单室固体氧化物燃料电池使矿物燃料和氧在同一气室中反应发电,具有无需密封、结构简单及抗热和机械性能强的特点,已经显示出作为便携式电源的良好发展前景,近几年来已成为燃料电池领域的一个研究热点.本文较详细地介绍了单室固体氧化物燃料电池的发展背景、特点、工作原理和影响单室固体氧化物燃料电池性能的众多因素,阐述了它的发展历程及最新进展,并对其前景进行了展望.     

单室固体氧化物燃料电池

单室固体氧化物燃料电池使矿物燃料和氧在同一气室中反应发电,具有无需密封、结构简单及抗热和机械性能强的特点,已经显示出作为便携式电源的良好发展前景,近几年来已成为燃料电池领域的一个研究热点.本文较详细地介绍了单室固体氧化物燃料电池的发展背景、特点、工作原理和影响单室固体氧化物燃料电池性能的众多因素,阐述了它的发展历程及最新进展,并对其前景进行了展望.     

高温固体氧化物燃料电池（SOFC）进展

固体氧化物燃料电池(SOFC) 采用的是全固体的电池结构, 不存在液体电解质带来的腐蚀和流失等问题, 而且具有燃料适应性广等突出优点, 近几年发展非常迅速, 已经展示出作为集中或分散发电新技术的前景。本文较详细地介绍了固体氧化物燃料电池的特点、工作原理和关键电池材料的研制, 并全面阐述了国内外发展现状和发展趋势。     

直接氨固体氧化物燃料电池

塑性挤压成型阳极支撑管,采用真空浸涂法在阳极表面制备了均一、致密的氧化钇稳定的氧化锆电解质层,然后在电解质表面刷涂上阴极层,成功制备了阳极支撑型管状固体氧化物燃料电池.分别以氢气和氨气为燃料,考察了该管状固体氧化物燃料电池的电池性能.在800℃操作时,以氢气和氨气为燃料的电池最大输出功率密度分别为202和200 mW/cm2.表明氨气可以作为固体氧化物燃料电池的替代燃料.     

《固体氧化物燃料电池新型材料》

本书主要结合国内外固体氧化物燃料电池材料的研究进展,探讨钙钛矿型复合氧化物电解质材料、阴极材料和阳极材料及其组成单电池的制备工艺和性能,以期对固体氧化物燃料电池技术的研究有所推动。可供从事固体氧化物燃料电池和新材料研究与开发的科研人员、企事业单位的技术人员和管理人员阅读,也可供能源、化学、材料等相关专业教师     

燃料电池技术在电催化反应领域的应用

燃料电池反应器是一种既能生产有价值化学品,又能同时发电的新型单元操作装置.由于其安全、反应易受控制、无污染,且能源资源利用率高的特点,日益受到各国工业部门的重视.本文评述了几类燃料电池反应器如酸性燃料电池、质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池的用途、工作原理及其实现工业化所面临的几个主要问题。     

固体酸燃料电池

固体酸燃料电池(SAFCs)具有不渗透燃料、较高电极催化活性和抗一氧化碳中毒的特点,作为燃料电池领域一个崭新的研究方向,具有良好的发展前景.本文概述了固体酸燃料电池的发展背景及目前的研究状况,较详细地介绍分析以固体酸为电解质膜的燃料电池反应机理及其研究进展,展望了固体酸燃料电池的发展前景,提出了固体酸燃料电池能得以应用必须解决的一些瓶颈因素.     

乙烷脱氢共生电能-增值化学品固体氧化物燃料电池研究进展

天然气/页岩气供应大幅增加推动了全球由乙烷制取乙烯等增值化学品的发展,深刻改变着石化产业的格局,乙烷高效清洁地转化为更高价值化学品具有深远意义. 乙烷蒸汽裂解制乙烯是一项比较成熟的工业生产技术,但是这一过程存在耗能高、积碳严重、热力学平衡受限等问题. 电能-增值化学品共生固体氧化物燃料电池由于可以将燃料气自发反应转化为高价值化学品的同时释放电能的特点被广泛研究. 本文总结了采用共生固体氧化物燃料电池将乙烷电化学脱氢共生乙烯增值化学品和电能的最新研究进展,重点介绍了固体氧化物燃料电池在乙烷脱氢中的工作原理和优势以及电解质和电极材料的选择等方向的研究发展,表明通过燃料电池技术低能耗实现乙烷共生乙烯增值化学品与电能具有显著的优越性,在实现高效节能的工业化生产中具有非常巨大的应用潜力.     

固体氧化物燃料电池最新发展动态——第五届固体氧化物燃料电池国际会议内容介绍

固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）是八十年代迅速发展起来的新型绿色发电技术,以其能量转化效率高,环境友好,燃料适应性强和寿命长等显著优点,引起许多发达国家的重视．根据１９９７年６月在德国亚琛市举行的第五届固体氧化物燃料电池国际会议交流情况和多年来对ＳＯＦＣ的了解,本文对管式、平板式以及其它新型结构的ＳＯＦＣ电池的最新发展动态作以全面的描述．同时对近两年来ＹＳＺ薄膜型和新型固体电解质中温电池的发展热点也作了全面的介绍     

固体氧化物燃料电池最新发展动态：第五届固体氧化物燃料电池国际会议内容？

固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）是八十年代迅速发展起来的新型绿色发电技术，以其能量转化效率高，环境友好，燃料适应性强和寿命长等显著优点，引起许多发达国家的重视，根据１９９７年６月在德国亚琛布举行的第五届固体氧化物燃料电池国际会会议交流情况和多年来对ＳＯＦＣ的了解，本文对管式，平板式以及其它新型结构的ＳＯＦＣ电池的最新发展动态作以全面的描述，同时对近两年来ＹＳＺ薄膜型和新型固体电解质中温电池的发展热点     

单气室固体氧化物燃料电池的材料、微堆结构与相关应用

单气室固体氧化物燃料电池（SC-SOFC）是一种整个电池处在单一气室中,阳极和阴极分别对混合气体中的燃料和氧气进行选择催化产生电动势的特殊结构燃料电池. SC-SOFC因其独特的原理和结构而具有无需密封、易于堆叠、可以快速启动和不易发生积碳等诸多优点,有很大的应用潜力. 作者在SC-SOFC的原理和特点的基础上,系统地总结了SC-SOFC所用材料、微堆结构设计、衰退机制及应用方面的研究进展;以提高SC-SOFC微堆的输出电压和功率为目的,改进预混气体环境下运行的微堆结构,采取星型布局的四电池微堆其输出功率提高到420 mW;随后,逐步改进供气方式,结合计算流体力学数值模拟研究,提出了单路多点供气和双路多点供气模式,成功地将单个SC-SOFC微堆模块的输出功率提升到8.178 W,进而开展了微堆模块外部串并联和与燃烧器的结合实验验证. 研究结果表明,SC-SOFC可以很便捷地连接成微堆模块并产生数瓦的输出功率,未来有望用于以供热为主型的热电联供系统. 作者还借助原位电阻和开路电压的原位同步测试,阐明了Ni在CH₄-O₂气氛中的反复氧化-还原循环是SC-SOFC发生不可逆衰退的主要机制,这一发现后来催生出氧化-还原法制备多孔金属的新技术.     

A dual electrolyte H2/O2 planar membraneless microchannel fuel cell system with open circuit potentials in excess of 1.4 V

A dual electrolyte H2/O2 fuel cell system employing a planar microfluidic membraneless fuel cell has been investigated and compared to single electrolyte H2/O2 systems under analogous conditions. The fuel is H2 dissolved in 0.1 M KOH (pH 13), and the oxidant is O2 dissolved in 0.1 M H2SO4 (pH 0.9), comprising a system with a calculated thermodynamic potential of 1.943 V (when 1 M H2 and O2 concentrations are assumed). This value is well above the calculated thermodynamic maximum of 1.229 V for an acid, or alkaline, single electrolyte H2/O2 fuel cell. Experimentally, open-circuit potentials in excess of 1.4 V have been achieved with the dual electrolyte system. This is a 500 mV increase in the open circuit potentials observed for single electrolyte H2/O2 systems also studied. The dual electrolyte fuel cell system shows power generation of 0.6 mW/cm2 from a single device, which is nearly 0.25 mW/cm2)greater than the values obtained for single electrolyte H2/O2 fuel cell systems studied. Microchannels of varying dimensions have been employed to study both the single and dual electrolyte H2/O2 systems. Channel thickness variation and the flow rate dependences of power generation are also addressed.     

硅材料在微型燃料电池中的应用*

微型燃料电池被认为可作为便携式电子设备的下一代电源而越来越受到关注。传统的石墨、金属等材料用于微型燃料电池时产生了不少问题,如石墨材料微加工性能差,金属易腐蚀、密度较大等不利于应用于便携式设备。硅材料因为其低的气体透过率、高的导热系数和适于微加工等特性在微型质子交换膜燃料电池中得到了越来越多地应用。本文对硅材料在微型燃料电池的气体扩散层、质子交换膜构造中的应用以及硅材料作为基底制作微型燃料电池技术的进展进行了综述,并对硅材料在微型燃料电池领域应用的技术特点及前景做了分析与讨论。     

微生物燃料电池

结合最近几年来微生物燃料电池研究进展情况,对微生物燃料电池的电子转移机理,影响电子转移的主要因素和解决方法,以及微生物燃料电池实用化过程中所面临的问题和应用前景进行了综述。     

Recent advance in microbial fuel cell reactor configuration and coupling technologies for removal of antibiotic pollutants

Microbial fuel cell (MFC) technology, as a biological treatment model that can convert antibiotic pollutants into electrical energy, has attracted extensive attention in recent years. Reactor configuration and coupling process play an important role in the treatment of antibiotic wastewater by the MFC, which will affect microbial activity, pollutant removal, and electricity generation. In this review, recent advances of reactor configuration (single chamber, double chamber, and cylinder) and coupling technology (wetland-MFC, sediment-MFC and membrane-MFC, and so on) of the MFC on treating of antibiotics are summarized, and their characteristics in the aspects of pollutant removal and power output are analyzed. Finally, through comparing removal quantity (mg antibiotics per day), the double chamber MFC as the individual treatment unit and the membrane-MFC exhibit better removal quantity.     

Calculation of optimum thickness of active layer of oxygen and air cathodes of fuel cell with Nafion and platinum

It is shown that, for the electrodes of fuel cells with solid polymer electrolyte, the dependence of overall current on the active layer thickness contains an extremum. There is an optimum thickness of active layer, at which the overall current reaches its maximum possible value. The nature of this dependence is explained. The character of the distribution of electrochemical process intensity over the depth of active layer of cathode with solid polymer electrolyte is analyzed. The optimum thicknesses of active layers of oxygen and air cathodes of fuel cells with Nafion and platinum and the corresponding overall currents and contents of catalyst in the active layer are calculated. In the calculations, the temperature of fuel cell, the pressure in the cathode gas chamber, and the cathodic potential were varied. The optimization of active layer thickness of cathode with solid polymer electrolyte can reduce the platinum consumption, i.e. its amount per 1 kW of power produced in a membrane-electrode assembly.     

影响MFC产电能力及污水净化的非生物因素研究

以厌氧污泥接种模拟生活污水, 构建双室无介体型微生物燃料电池(MFC). 以输出功率密度、库仑效率和COD_Cr(化学需氧量)去除率为评价指标, 采用正交设计考察4种非生物因素(即阴、阳极材料、底物和电子受体)对MFC产电及污水净化的影响. 在此基础上进一步探讨阴极离子浓度对电能输出的影响. 结果表明: 对MFC产能及污水净化的影响因素顺序为: 电子受体＞阳极＞阴极＞底物, 最优组合为碳毡-乳酸钠-不锈钢板-铁氰化钾＋溶解氧|向阴极液中投加NaCl可使产电能力显著增强, 最佳投加量为150 mmol•L^－1. 同时, 阴极室定期添加铁氰化钾可维持电流稳定. 试验中, 葡萄糖型、乳酸钠型以及混合型底物模拟污水的COD_Cr均得到有效去除, 平均去除率达85.2%, 显示了研究的MFC具有很强的产电和污水净化能力.     

Comparison of characteristics of solid oxide fuel cells with YSZ and CGO film solid electrolytes formed using magnetron sputtering technique

The work describes the methods of manufacturing single cells of solid oxide fuel cell (SOFC) with thin–film YSZ and CGO electrolytes and also with the bilayer YSZ/CGO electrolyte. Formation of YSZ and CGO films on the supporting NiO–YSZ anode of SOFC was carried out using the combined electron–ionic–plasma deposition technique. The microstructure and phase composition of the formed coatings are studied and also comparative analysis of electrochemical characteristics of single fuel cells with different electrolytes is performed. It is shown that the maximum power density of 1.35 W/cm² at the temperature of 800°C is obtained for the cell with bilayer YSZ/CGO electrolyte. However, the highest performance at lower working temperatures (650–700°C) is characteristic for the fuel cell with single–layer CGO electrolyte; its power density is 600–650 mW/cm².     

聚苯胺修饰Pt/C催化剂对质子交换膜燃料电池动态响应的促进作用

将超级电容器材料聚苯胺引入电极催化剂中以缓冲燃料电池负载的变化.以硫酸为掺杂剂,将化学法合成的聚苯胺(PANI)与Pt/C超声分散混合,制成PANI-Pt/C催化剂.PANI-Pt/C的循环伏安测试和作为质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的电池性能测试表明,PANI含量为10%时能够提高Pt/C催化剂对氧的还原动力学速度和燃料电池放电性能.电池在不同电流负载下的电压动态响应和对电池脉冲电流的动态响应以及PANI-Pt/C催化剂多电位电势阶跃计时电流测试显示,聚苯胺在催化剂中具有在瞬间电流负载时缓冲电池电压和电池大电流放电时平稳电压的作用.