再生燃料电池的研究与应用

与传统二次电池（铅酸蓄电池、锂电池）相比,再生燃料电池在储能时间、能量密度、使用寿命和环境保护方面占有优势,可广泛应用于航天、军事领域和现场蓄能系统。本文介绍了再生燃料电池的原理、分类和应用情况,详细阐述了再生燃料电池双效电极和双效电极催化剂的制备方法以及水热管理的研究进展,指出再生燃料电池的不足之处并进行了展望。     

直接甲醇燃料电池中的涉水传递现象及数值模拟

直接甲醇燃料电池（DMFC）的开发设计日渐成为燃料电池领域的研究热点。利用数学模型对内部传递现象进行数值模拟,不仅具有很强的理论意义,而且对结构设计和操作条件优化有很强的指导意义。本文基于两相流模型和CFD（computer fluid dynamics）技术的应用,综述了电池内部绝大多数的传递过程,特别是近些年开发的电池内部与水相关的传递过程的物理模型和数学模型,并以二者的相互联系加以组织。这些模型思想综合考虑了微观传递机理,描述了电池内复杂的传递现象并提供了相应的数值模拟方法和模型验证方法。这些方法能够加深人们对电池内部传质现象的理解,而其实用意义在于能够指导设计和优化电池结构、提高电池的体积和重量比能量密度和缩短开发周期和大幅度降低开发成本。     

用多孔玻璃膜管悬浮聚合法制备单分散性聚苯乙烯微球

Monodisperse polystyrene microspheres are prepared by shell porous glass(SPG)-suspension polymerization. The influences of SPG on size and size dispersity of the microspheres are investigated. The properties of the microspheres are studied by GPC, TEM and SEM. The results indicate that the polystyrene microspheres possess definite monodispersibity and their particle size is in the range of 5～12μm.     

用于直接甲醇燃料电池系统甲醇浓度控制的软测量

为了提高直接甲醇燃料电池燃料的效率,并使该系统微型化,提出了一种用于控制该系统中循环甲醇浓度的软测量算法。该算法利用甲醇浓度对电化学响应的特性,将电堆的电流、电压以及温度作为对浓度的响应参数,将每片电池作为传感原件,准确测量电池的电流、电压和温度。结果表明,采用该算法从实验结果推测值的甲醇浓度误差小于0.40%。该算法可用于微型燃料电池的开发。     

混晶结构纳米TiO2薄膜制备及其光催化降解甲醛

以Ti（OBu）。为前驱体,采用溶胶凝胶法在不锈钢丝网表面上制备TiO2光催化薄膜,并用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重一差热分析（TG-DTA）法对其进行表征．结果表明,所得TiO2光催化薄膜为锐钛金红石混晶结构,平均粒径为20～30nm．室温下利用甲醛为模拟污染物,考察了该薄膜的光催化活性．实验表明：混晶TiO2光催化薄膜对甲醛有较好的去除效果,甲醛光催化降解反应符合一级反应速率方程．     

直接甲醇燃料电池的甲醇浓度控制方法

直接甲醇燃料电池(DMFC)直接以甲醇为阳极燃料,具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便等特点,非常适合用于小型移动电源。甲醇浓度对DMFC性能和燃料利用效率的影响非常大,甲醇浓度高低直接决定DMFC输出性能的好坏,控制好DMFC中的甲醇浓度,对其寿命长短起着至关重要的作用。本文将目前已有的甲醇浓度控制方法分为有甲醇浓度传感器和无甲醇浓度传感器两大类,评述了这些浓度控制方法的研究现状和优缺点,并展望了甲醇浓度控制方法的趋势。     

大分子单体聚N-乙烯甲酰胺与苯乙烯共聚合成热敏性功能高分子微球

用自由基聚合法合成了大分子单体聚N 乙烯甲酰胺和功能高分子微球 .用GPC、分光光度仪和扫描电子显微镜等对合成的聚合物进行了表征 .研究结果表明 ,大分子单体聚N 乙烯甲酰胺和功能高分子微球具有明显的热敏性特性 ,且合成的功能高分子微球具有单分散性 ,粒径在 1～ 5 μm之间     

磺化嵌段型共聚物在质子交换膜燃料电池中的应用*

燃料电池是以碳氢化合物为燃料的一种新型、清洁的发电装置,而其中的质子交换膜燃料电池由于具有可快速启动的优点而可应用于机动车等领域。所用的质子交换膜需要具有高的质子传导性、低的甲醇/水渗透性、好的机械和热稳定性以及合适的价格等特点,但目前已经工业化的Nafion膜并未能全部满足上述要求。为了解决这些问题,目前已经开发了多种新的质子交换膜。本文对其中的磺化嵌段型聚醚砜、磺化嵌段型聚酰亚胺和苯乙烯基嵌段共聚物在质子交换膜燃料电池中的应用进行了综述,并与Nafion膜和相应的无规共聚物的性能进行了比较。最后展望了嵌段共聚物在质子交换膜领域的发展趋势。     

PtRuP/C催化剂的制备与表征

以次磷酸钠为还原剂,采用浸渍法制备直接甲醇燃料电池用60％PtRuP／C（Pt与Ru的摩尔比为1：1）催化剂,并考察浸渍液pH值和P元素对催化剂活性的影响。采用X射线衍射、透射电镜、X射线能量分散谱和X射线光电子能谱等对催化剂进行结构、组成及形貌进行表征,通过线性扫描伏安法和计时电流曲线考察催化剂对甲醇氧化的电化学性能。研究结果表明：pH值对催化剂的结构和活性有很大影响,pH值为7时制备的催化剂分散均匀,平均粒径为2．8nm,并且具有最高的对甲醇催化活性和抗毒化性能;与不含P的PtRu／C催化剂相比,PtRuP／C催化剂具有更高的催化活性,扫速为20mV／s、电位为0．45V时氧化甲醇的电流密度达到63mA／cm^2。     

Cu改性直接甲醇燃料电池Pd/C阴极催化剂的电催化性能

用铜做掺杂元素,采用浸渍法以活性炭为载体制备了贵金属载量为20%的Pd-Cu/C系列直接甲醇燃料电池阴极催化剂,比较了4种不同Cu含量催化剂的电催化性能。采用ICP和X射线衍射分析了催化剂中金属元素的比例以及Cu掺杂对Pd/C催化剂晶体结构的影响。结果表明:催化剂中Pd与Cu的物质的量之比与预设值相近,Pd和Cu基本被全部还原;Pd-Cu/C催化剂为面心立方结构,元素铜的加入使催化剂的Pd-Pd间距缩小,从而HO2 ads和OO键能更好地吸附在催化剂金属表面;当采用NaBH4为还原剂,Pd与Cu物质的量比为3∶1时,催化剂(Pd3Cu/C)的平均粒径为3.4 nm,催化剂的催化性能最好,电化学活性表面积EAS达到38.9m2/gPd,电化学性能较Pd/C催化剂有很大提高,接近Pt/C商用催化剂。