国家自然科学基金(20173060)
- 作品数：17 被引量：240H指数：9
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- 直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究
- 2007年
- 采用化学镀方法成功制备了Pd/Nafion复合膜。用极限电流、循环伏安和阳极极化等方法对低温、高浓度进料条件下Pd/Nafion复合膜直接甲醇燃料电池(DMFC)进行研究。结果表明,Pd膜对甲醇电氧化无明显催化作用;在高浓度时抑制甲醇渗透效果明显,30℃时,5mol/L甲醇的渗透极限电流密度从267mA/cm2降低为170mA/cm2;低温时,甲醇氧化表观反应级数不为0。
- 孙海孙公权王素力毛庆汪国雄杨少华辛勤
- 关键词：直接甲醇燃料电池化学镀甲醇渗透PD膜
- 新型Pt-Sn/C阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能被引量：23
- 2004年
- 研究了用于直接乙醇燃料电池的自制Pt Sn/C阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能 .采用直流伏安法和交流阻抗法分析了电池温度和极化电位对乙醇电催化氧化性能的影响 ,比较了不同温度下甲醇和乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数 .结果表明 ,乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数小于甲醇的扩散系数 .伏安法测试结果表明 ,Pt Sn/C催化剂对乙醇的催化氧化活性高于商品化的Pt Ru/C催化剂 .在实验温度范围内 ,乙醇在Pt Sn/C催化剂上的初始氧化电位比在Pt Ru/C催化剂上低约0 2V ;同一电位下Pt Sn/C催化剂比Pt Ru/C催化剂的氧化电流密度高出 2 0～ 6 0mA/cm2 ,且电流密度的差值随温度的升高而增大 .交流阻抗法测试结果表明 ,Pt Sn/C催化剂对乙醇具有更高的催化活性 .在 90℃下 ,以 1mol/L的乙醇为燃料 ,氧气为氧化剂时 ,Pt Sn/C催化剂显示出良好的电池性能 ,电池最高功率密度为 4 4mW /cm2 ,而Pt Ru/C催化剂的电池最高功率密度仅为 2 7mW/cm2 .
- 赵新生姜鲁华孙公权杨少华衣宝廉辛勤
- 关键词：直接乙醇燃料电池铂交流阻抗法
- 直接甲醇燃料电池Pt-Ru/C催化剂的稳定性被引量：9
- 2005年
- 采用单电池寿命测试和电化学快速老化两种方法考察了直接甲醇燃料电池阳极电催化剂Pt Ru/C的稳定性,研究了电池实际运行条件下催化剂微观形貌的变化对电池性能的影响.结果表明,Pt Ru/C催化剂做成膜电极后,粒径由2 8nm增大到3 8nm ,催化剂的粒径随放电时间的延长有增大的趋势,连续放电32 0h ,粒径增大到5 8nm .采用电化学方法能够快速地评价催化剂的稳定性,大大缩短催化剂稳定性评价的周期。
- 赵新生孙公权陈维民唐水花辛勤杨少华衣宝廉
- 关键词：直接甲醇燃料电池铂钌碳膜电极稳定性
- 直接甲醇燃料电池膜电极性能衰退原因的分析被引量：9
- 2005年
- 分析了直接甲醇燃料电池在长时间运行过程中膜电极(Membraneelectrodeassembly,MEA)性能衰退的原因。电池经过86h的恒电流放电后,比功率由130mW·cm-2降为100mW·cm-2,现场(In-Situ)交流阻抗技术对电池放电全程监测的结果显示了电池的欧姆电阻、电荷转移电阻和传质阻力随放电时间的延长逐渐增大;循环伏安测试的结果表明,放电后电极的有效电化学反应表面积有所减小;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了放电后MEA断面形貌,发现催化层与Nafion膜间存在明显剥离,增大了质子传导阻力。上述因素的综合作用导致了膜电极的衰退。
- 赵新生樊小颖汪国雄王素力孙海衣宝廉辛勤孙公权
- 关键词：直接甲醇燃料电池膜电极交流阻抗谱
- 直接甲醇燃料电池电催化剂性能衰减研究被引量：16
- 2007年
- 通过单电池放电试验,考察了直接甲醇燃料电池(DMFC)电催化剂的性能衰减情况.透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)结果表明,放电试验后阳极电催化剂的粒径变化很小,而阴极电催化剂的粒径则显著增大.DMFC内部的液相环境是促使Pt粒子聚结的主要原因.阳极催化剂中Ru的存在抑制了Pt粒子的生长.阳极和阴极电催化剂的电化学表面积(ECSA)在放电后都有所降低,且下降幅度均高于比表面积(SSA)的下降幅度.放电过程中阳极电催化剂发生了Ru的流失.
- 陈维民孙公权赵新生孙丕昌杨少华辛勤
- 关键词：直接甲醇燃料电池电催化剂放电试验
- 直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响因素被引量：6
- 2007年
- 考察了温度、电位及中间产物等因素对直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响.结果表明,温度的升高会显著促进Pt催化剂粒子的聚结.对于PtRu催化剂,Ru氧化物/水合氧化物对Pt微晶的聚结具有抑制作用.高温放电实验后,PtRu催化剂的合金化程度有所提高.高电位会加速电催化剂的降解.电极反应中间产物甲酸和甲醛对甲醇电催化氧化反应具有一定的抑制作用,其中甲醛的影响更大.
- 陈维民孙公权毛庆杨少华孙丕昌辛勤
- 关键词：直接甲醇燃料电池电催化剂温度电位
- 直接甲醇燃料电池双催化层阳极的稳定性研究被引量：1
- 2005年
- 主要研究了双催化层阳极的稳定性,考察了直接甲醇燃料电池(DMFC)在623h寿命测试过程中的运行规律和性能衰退因素,探索了恢复电极性能或缓解电极性能衰退的方法。结果表明,对阳极催化层进行电位扫描(Potentialsweep),可以氧化去除催化剂表面的吸附物种,一定程度上恢复电极性能或缓解电极性能衰退过程。电池寿命测试及扫描电子显微镜(SEM)和能量散射X射线谱(EDX)分析结果说明双催化层阳极结构具有良好的稳定性。
- 赵新生孙公权樊小颖汪国雄孙海毛庆王素力辛勤
- 关键词：直接甲醇燃料电池
- DMFC阳极催化层离子电阻的测定和优化被引量：3
- 2004年
- 利用多孔电极在高频区只有双电层的充电和离子传导过程产生阻抗响应而没有法拉第过程的特点,测定了催化层中的离子电阻,研究了阳极催化层中Nafion 含量对离子电阻、甲醇氧化动力学及电池性能的影响。结果表明:利用多孔电极阻抗谱的上述特征,可以定量地考察Nafion 对催化层离子传导的影响,该法简单快捷。阳极PtRu black催化剂载量为2.0 mg/cm2,Nafion 含量为15%(质量百分数)时,电极的表观交换电流密度和甲醇氧化活性最高,阻抗弧的半径最小,电池呈现最好的放电性能,继续增加Nafion 量,电极的欧姆内阻和传质阻力增大,电极性能下降。
- 赵新生孙公权王素力孙海汪国雄衣宝廉杨少华辛勤
- 关键词：多孔电极NAFION交流阻抗甲醇氧化
- 燃料电池概述被引量：55
- 2004年
- 燃料电池在固定与分散电站、交通运输、移动电源等方面广阔的应用前景现已受到许多研究单位和公司的广泛关注 .文章简要介绍了几种主要类型燃料电池 (碱性燃料电池alkalinefuelcell,AFC)、磷酸燃料电池 (phos phoricacidfuelcell,PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池 (moltencarbonatefuelcell,MCFC)、固体氧化物燃料电池 (solidoxidefuelcell,SOFC)、质子交换膜燃料电池 (protonexchangemembranefuelcell,PEMFC)、直接醇类燃料电池 (directalcoholfuelcell,DAFC)的特点、研究状况、市场需求和技术挑战 .初步探讨了我国燃料电池研究开发的前景 .
- 刘建国孙公权
- 关键词：燃料电池能量转换效率磷酸燃料电池熔融碳酸盐燃料电池固体氧化物燃料电池质子交换膜燃料电池
- DMFC的阻甲醇渗透研究进展被引量：13
- 2004年
- 甲醇从阳极到阴极的渗透是影响直接甲醇燃料电池性能的主要因素之一。对甲醇渗透问题进行了综述,重点介绍了阻甲醇渗透技术。近年来,阻甲醇渗透技术的研究主要集中在对全氟磺酸膜如Nafion膜的改性以及其他新型聚合物电解质膜的研制上,此外还可以通过电池操作条件的改变以及电极结构的优化来消除或减少甲醇渗透的影响。
- 宋树芹梁振兴周卫江孙公权辛勤
- 关键词：直接甲醇燃料电池甲醇渗透聚合物电解质膜
