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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 15 毫秒
1.
Chitosan based reasonably stable membranes were prepared as polymeric electrolyte and separator for enzymatic fuel cell applications. Glucose oxidase (GOx) bioanode centered biofuel cell with the developed chitosan membranes performed much better in stability with high current densities than that of the biofuel cell utilizing a 125 μ‐thick perfluorosulfonic acid‐type membrane (i. e. Nafion® 115). Proposed chitosan membrane structural stability was enhanced by employing cellulosic support materials and chemical crosslinking. The effects of pH, buffer type, buffer concentration, temperature on the manufactured chitosan membranes along with the biofuel cell system were investigated. The biofuel cell operation parameters were optimized for the current density and stability aspects and more than 3 mA cm?2 current density was acquired from the cell at optimum conditions. Operational half‐life of the chitosan membrane was found as higher than the half‐life of the GOx immobilized bioanode. Therefore, this result indicates that chitosan membrane structural stability was not a limiting issue for the biofuel cell lifespan.  相似文献   

2.
本文对现有质子交换膜燃料电池以及电池组模型进行比较分析,认为数学模型的建立,可以增加对燃料电池及电池组内部的传递现象和反应机理的认识,同时可以预测电池以及电池组的性能,并且对优化电池结构参数具有指导意义.模型分析包括了现阶段质子交换膜燃料电池单电池模型和电池组模型的基本类别,它们是单电池CFD数值模拟模型、单电池以及电池组性能模拟模型、燃料电池组气体分配模型、系统模型和非稳态模型.比较了几种模型的建模方式及不同模型的应用范围和各自的优缺点.  相似文献   

3.
具有自增湿能力的低温质子交换膜燃料电池膜电极是实现自增湿燃料电池的重要途径,对于燃料电池的商业化具有十分重要的意义,它不仅可以大幅度减小燃料电池系统的体积,提升燃料电池系统的输出功率密度,还可以有效降低燃料电池的制造成本. 目前,低温质子交换膜燃料电池自增湿膜电极的研究主要是集中在构建具有自增湿能力的质子交换膜、自增湿催化层和复合自增湿层三个方面. 本文主要从这三个方面系统介绍近年来国内外低温质子交换膜燃料电池自增湿膜电极方面的研究进展和发展趋势.  相似文献   

4.
甘全全  徐洪峰  张茂峰 《催化学报》2007,28(10):900-904
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.  相似文献   

5.
通过分析电化学阻抗(EIS)在质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态应用,本文指出制约EIS 工具发展的瓶颈问题. EIS 高频电阻确定电池内阻已成普遍方法,但仅在小电流电池可以应用;低频分析因涉及物质传输仍是难点和重点;EIS 改进型Randles 等效电路分析已初步建立,并深入至物质传输-反应、电池操作/衰减、高温电池研究;EIS 正发展为电堆分析工具、电动汽车控制核心. 然而多学科交叉的暂态EIS 发展,仍是前沿突破难点.  相似文献   

6.
质子交换膜燃料电池的核心部件--膜电极经历了两代传统制备方法后,已经进入第三代有序化膜电极发展阶段.有序化膜电极包括质子导体有序化膜电极和电子导体有序化膜电极两大类,而电子导体有序化膜电极包括催化剂材料有序化膜电极和催化剂载体材料有序化膜电极.有序化膜电极具有良好的电子、质子、水和气体等多相物质传输通道,从而可以大大降低膜电极中Pt载量、提升燃料电池的发电性能和延长燃料电池寿命.本文整理了近几年有关有序化膜电极的研究报道,梳理了有序化膜电极研究进展,归纳比较了各种有序化膜电极制备方法的优缺点,对未来高性能、低成本和长寿命的膜电极制备技术开发具有指导意义.  相似文献   

7.
用于质子交换膜燃料电池的碳载铂电催化剂   总被引:13,自引:0,他引:13  
 以甲醛为还原剂,氯铂酸为原料,XC-72碳黑为载体,制备了不同铂含量的碳载铂电催化剂,并用BET,XRD,TEM和循环伏安法对催化剂进行了表征,用质子交换膜燃料电池单电池对催化剂性能进行了评价.结果表明,铂晶粒主要吸附在碳黑的表面和大孔中.当催化剂的铂载量由20%提高到40%时,由于铂颗粒占据部分碳黑表面,使催化剂的孔体积和比表面积都有所减小;当铂载量进一步提高到60%时,由于铂晶体颗粒形成的微孔开始占一定分率,使催化剂的总体积和比表面积的减小幅度下降.铂晶体颗粒大小在2~4nm范围内;随着铂载量的提高,表面铂有部分聚结,铂晶体的粒径增大,催化剂的电化学比表面积减小.铂载量为40%时,燃料电池阴极的性能最好.  相似文献   

8.
本文以等效电路模型为基础模型,结合动态气体压力模型和动态热传输模型建立了集总参数模型,在SIMULINK环境下,利用建立的模型模拟了电池启动过程,发现了电压的下冲现象,且电压的响应时间与电池温度的响应时间基本一致,说明启停过程中电池温度对电池的动态性能影响很大. 进一步从温度角度对模型中决定电池输出电压大小的热力学电动势、活化过电势、欧姆过电势和浓差过电势的动态响应情况进行了分析,发现启动过程电压的下冲现象主要由电池活化过电势和欧姆过电势的过冲引起;当以阶跃信号形式输入温度时,启动过程电池输出电压响应很快且未发生下冲现象,说明提高电池温度的响应速度能够改善电池的动态性能.  相似文献   

9.
质子交换膜燃料电池Pd修饰Pt/C催化剂的电催化性能   总被引:2,自引:1,他引:2  
吕海峰  程年才  木士春  潘牧 《化学学报》2009,67(14):1680-1684
通过对Pt催化剂表面进行Pd修饰提高质子交换膜燃料电池阴极催化剂的氧还原反应(ORR)活性. 采用乙二醇还原法制备了不同比例的Pd修饰Pt/C催化剂. 透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明, 制备的催化剂贵金属颗粒粒径主要分布在1.75~2.50 nm之间, 并均匀地分散在碳载体表面. 循环伏安方法(CV)研究表明Pd修饰Pt/C催化剂的电化学活性面积低于传统的Pt/C催化剂. 但通过旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现, 制备的催化剂具有比传统Pt/C催化剂高的ORR活性.  相似文献   

10.
将5×10-8~3.2×10-6(空气中的体积含量)的SO2通入质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池阴极, 研究了SO2对PEMFC性能的影响. 实验得到的电压-时间(V-t)曲线和极化(V-I)曲线表明, 空气中SO2含量达到5×10-7时, 将对PEMFC的性能产生显著的和不可逆的影响, 且SO2浓度越大电池性能的下降幅度越大. 对SO2影响前后的电化学交流阻抗谱(EIS)的解析表明, 电池电荷传递阻抗(Rct)的变化可逆, 而阴极的表面状态发生了不完全可逆的变化. 循环伏安(CV)实验数据进一步证明, SO2毒化后阴极的活性电化学表面积(EAS)缩小.  相似文献   

11.
质子交换膜燃料电池催化剂层在成本、耐久性以及性能上的局限是制约燃料电池汽车商业化的瓶颈. 已有文献证明静电纺丝技术制备的纳米纤维催化剂层能提高催化剂利用率、增加三相界面和三相通道以及提高耐久性. 作者结合所在课题组的工作综述了静电纺丝技术制备质子交换膜燃料电池催化剂层的研究进展. 首先,介绍了质子交换膜燃料电池催化剂层的发展历程,并从制备方式和结构两个方面对其进行分类和总结;接下来,从静电纺丝纳米纤维催化剂层的制备、物理特性表征、电化学性能分析及耐久性表征等方面进行了总结;最后,从三相界面、三相通道以及量产适用性的视点比较了三种结构的催化剂层,介绍了质子交换膜燃料电池催化剂层的发展趋势,并梳理了静电纺丝法制备质子交换膜燃料电池催化剂层领域待研的问题.  相似文献   

12.
The development of high efficient stacks is critical for the wide spread application of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) in transportation and stationary power plant. Currently, the favorable operation conditions of PEMFCs are with single cell voltage between 0.65 and 0.7 V, corresponding to energy efficiency lower than 57%. For the long term, PEMFCs need to be operated at higher voltage to increase the energy efficiency and thus promote the fuel economy for transportation and stationary applications. Herein, PEMFC single cell was investigated to demonstrate its capability to working with voltage and energy efficiency higher than 0.8 V and 65%, respectively. It was demonstrated that the PEMFC encountered a significant performance degradation after the 64 h operation. The cell voltage declined by more than 13% at the current density of 1000 mA cm−2, due to the electrode de-activation. The high operation potential of the cathode leads to the corrosion of carbon support and then causes the detachment of Pt nanoparticles, resulting in significant Pt agglomeration. The catalytic surface area of cathode Pt is thus reduced for oxygen reduction and the cell performance decreased. Therefore, electrochemically stable Pt catalyst is highly desirable for efficient PEMFCs operated under cell voltage higher than 0.8 V.  相似文献   

13.
Summary: Poly(2,5‐benzimidazole) (ABPBI) was synthesized in a novel polymerization medium containing CH3SO3H and P2O5. 3,4‐Diaminobenzoic acid, a monomer for ABPBI, is soluble in the medium and the polymerization was therefore performed in a homogeneous state. It produced polymer fibers, thus simplifying the work‐up process. The membrane was cast directly from the polymerization mixture. Proton conductivities of the ABPBI membranes ranged from 0.02 to 0.06 S · cm−1 above 100 °C, without humidification, and the tensile strength of the membrane was approximately 100 MPa.

Synthesis of ABPBI in a medium containing methanesulfonic acid and P2O5.  相似文献   


14.
利用逐步合成的方法,合成了一系列不同量硝酸处理的PtCo/C催化剂.通过燃料电池测试装置对催化剂进行了测试,结果表明PtCo/C催化剂在较低载量情况下,有着很好的性能:在50 kPa背压下,0.9 V下的电流密度达到44 mA·cm-2,0.8 V下的电流密度超过300 mA·cm-2;200 kPa背压下,最高功率密...  相似文献   

15.
质子交换膜燃料电池模型研究进展   总被引:6,自引:0,他引:6  
葛善海  衣宝廉  张华民 《电化学》2002,8(4):363-375
综述了质子交换膜燃料电池 (PEMFC)数学模型的研究进展 ,分析PEMFC中膜、催化层、扩散层和流场区域的传递现象和水、热管理的重要性 ,讨论了模型的维数、复杂性和求解方法 .提出了带有时间维数的PEMFC模型研究的实际应用意义  相似文献   

16.
温度对自增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能有着重要的影响. 依据自制的常压自增湿型PEMFC及温度控制设备搭建测试平台,测试了燃料电池在不同工作温度下的输出特性曲线-伏安曲线和功率输出曲线. 通过拟合得到了电极过程动力学参数,分析了工作温度影响电池性能的主要原因.  相似文献   

17.
Novel poly(2‐(3‐sulfo)benzoyl‐1,4‐phenylene)‐block‐polynaphthalimide (PSP‐b‐PI) copolymers were successfully synthesized by Ni(0)‐catalyzed copolymerization of 2,5‐dichloro‐3′‐sulfo‐benzophenone and dichloro‐terminated naphthalimide oligomer. The membranes exhibited a microphase‐separated structure and good hydrolytic stability at 130 °C. They showed a fairly strong anisotropy of membrane swelling with much smaller in‐plane swelling, but a rather weak anisotropy of proton conductivity. The membranes had a fairly high through‐plane conductivity in water and even under low relative humidity. The PSP‐b‐PI copolymer with an IEC of 1.5 meq · g−1 showed high PEFC performance due to the high through‐plane conductivity.

  相似文献   


18.
质子交换膜燃料电池阳极抗CO催化剂的研究进展   总被引:19,自引:0,他引:19  
侯中军  俞红梅  衣宝廉  韩明 《电化学》2000,6(4):379-387
质子交换膜燃料电池采用重整气或甲醇为燃料时 ,阳极催化剂的CO中毒问题是影响其性能的主要原因 .使用抗CO催化剂是解决该问题的根本方法 .文中对质子交换膜燃料电池的CO问题进行了简介 ,比较详细地介绍了目前抗CO催化剂研究的发展现状 ,包括各种催化剂的活性、制法及抗CO机理 .Mo、W是很有希望改进阳极催化剂抗CO能力的材料 ,多组分催化剂是比较有希望的方向 .  相似文献   

19.
为实现质子交换膜燃料电池的高性能(高功率密度或大电流密度)、低成本(低铂载量)、长寿命发电,人们尝试在燃料电池的核心部件膜电极结构中引入梯度化设计的概念。梯度化膜电极包括膜电极中各组件的梯度化:气体扩散层的PTFE含量与孔隙率的梯度化,催化层的催化剂与Nafion用量的梯度化以及微孔层的疏水性与孔隙率的梯度化。梯度化膜电极中催化剂分布、孔隙率分布、亲/疏水性分布合理,具有良好的三相反应界面以及质子、电子、反应气体、水等多相物质高效传输通道,从而能满足在低铂载量、低加湿以及高电流密度条件下高性能稳定工作。本文整理了近几年来有关燃料电池梯度化膜电极研究的相关文献,梳理了梯度化膜电极研究发展脉络,归纳总结了各种梯度化膜电极的制备方法、性能以及构效关系,并展望了梯度化膜电极下一步研究方向,对高性能、低成本、长寿命的燃料电池开发具有指导意义。  相似文献   

20.
以商品Nafion115膜中的水合纳米离子簇为微反应器,通过化学键将磷酸氢锆(ZrP)纳米粒子锚合在Nafion115膜中,制备了ZrP-Nafion115复合膜。通过XRD及原位恒流放电等方法研究了复合膜在直接甲醇燃料电池(DMFC)工况条件下的稳定性,并进一步揭示了ZrP在Nafion115膜中发生化学锚合作用的反应机理及微观结构。结果表明:使用了ZrP-Nafion115复合膜的DMFC在恒流放电(100 mA/cm~2)过程中,可以在0.4 V以上的电压中稳定运行至少116 h,且ZrP纳米粒子没有明显流失。  相似文献   

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