新型燃料电池移动电站氢源分析

针对新型移动电站对高效可靠、自主可控、小型轻量、低目标特征的总要求,从技术成熟与自主可控、储氢能力、安全可靠性、红外特征、噪声、排放等方面分析了新型燃料电池移动电站对氢源的需求;并从用户对电站不同功率等级和通用性、适应性需求出发,提出了相应的氢源配置方案。

低温燃料电池用质子交换膜的气体渗透性研究

以目前应用较为广泛的Nafion 211膜为对象,研究温度、湿度以及压差对膜的氢/氧渗透性影响.结果表明,提高温度和阴阳极两侧气体的压力之差均会导致膜渗透性增加,氢、氧渗透量随温度的升高近乎呈指数增加,而随压差的增加近乎线性增加.湿度对Na-fion 211膜的渗透性的影响不呈单一趋势,当膜从干态到约40%RH时,氢气渗透量随之减少;继续增加湿度到100%RH,氢气渗透量随之增加.

PEM燃料电池膜电极中的水传输行为

为避免电池“水淹”，PEM燃料电池发生电化学反应产生的多余水必须及时排出．基于阴极催化层（CL）与气体扩散层（GDL）之间极易发生的“水淹”特点，建立实验模型，分析阴极催化层产生的水穿透碳纸气体扩散层材料到达气体流道的路径与阻力．在纵向传输过程中，GDL中最大孔中的最小孔径是限制水渗透的主要阻力．只有IV 水头压力足够大时，水才能进入并且穿过这些限制孔径的孔到达GDL材料表面．对于碳纸GDL材料，水在这些孔中流动时所需压力（～1kPa）显著小于水初始穿透这些孔所需压力（～6kPa）．增加微孔层（MPL）会明显增加液态水的穿透阻力，MPL层中不同Teflon含量对水渗透压力影响不大．对碳纸GDL材料设置引导孔能显著降低液态水的渗透压力，有助于提升燃料电池中的水管理能力．

PEM燃料电池双极板流场结构研究进展

双极板在质子交换膜燃料电池中起着分配反应气体、导电、导热及使水、气安全顺利排出等功能,流场结构构成了双极板最主要的特征。综述了相关文献和专利,介绍了典型的燃料电池流场结构及基于此种流场的改进流场,并对新型流场做了介绍,为质子交换膜燃料电池流场的设计、性能的研究提供参考。

PEM燃料电池膜电极边框对膜应力的影响研究

利用有限元法分析了不同膜电极边框材料以及组装方式在装夹状态下对燃料电池质子交换膜(PEM)造成的应力影响,结果表明在边框两端与PEM交界处均会存在应力集中现象,并且随着边框模量的减小而减弱。相比于边框与PEM直接接触装配,相同边框材料与PEM粘贴装配对PEM损伤更小。根据模拟结果提出了优化方案,以期给研究设计人员提供参考。

弛豫时间分布阻抗分析PEMFC气体扩散层传质现象

电化学阻抗谱是电化学中常用的技术,而传统方法在分析EIS数据时不够准确直观,为此,弛豫时间分布法可以更有效地解决该问题。基于弛豫时间分布法在处理电化学阻抗数据的直观有效性上,对燃料电池的气体扩散层在不同压缩率与不同操作条件下的传质情况进行分析。测试结果表明低压缩率的电池接触电阻较大,高压缩率的电池存在被压塌的可能,10%与20%表现较好。低电流密度下,不同压缩率的性能与阻抗无明显差别,电流密度逐渐升高时,传质阻力影响最大,电荷传输次之。改变操作条件,背压的改变会影响水传质的效果;在性能相近的不同压缩率下,过量系数会改善气体传输阻力;而加湿度变低,会增大传质,峰值的位置也会产生偏移现象。

丙烯酸甲酯与N-对卤苯基甲基丙烯酰胺共聚合的研究

我们已经报道过甲基丙烯酸甲酯与N-对卤苯基甲基丙烯酰胺共聚合的研究。本文工作合成了丙烯酸甲酯与N-对卤苯基甲基丙烯酰胺共聚体,研究了这二组共聚体系的聚合反应、共聚体的组成、估算了单体的竞聚率,比较了这两种酰胺对丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯的反应活性。

质子交换膜燃料电池膜电极综述

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件,决定着质子交换膜燃料电池的性能、寿命以及成本。本文着重介绍了膜电极组成、性能技术指标及技术发展现状,有序化膜电极是质子交换膜燃料电池膜电极技术发展的最具潜力方向。

质子交换膜燃料电池接触电阻研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)接触电阻问题是制约其商业化发展的一个重要因素。影响接触电阻的因素可归纳为电池材料、组装参数、工作参数和其他因素。本文主要介绍了PEMFC的接触电阻及其影响因素,并综述了降低接触电阻的方法。

密闭环境燃料电池系统研究进展

本文总结分析了近年来国外水下无人潜航器(UUV)动力系统的类别与发展趋势和未来UUV用动力源的需求,探讨了固体氧化物燃料电池(SOFC)在UUV领域应用的可能性,并与锂离子电池和质子交换膜燃料电池(PEM)进行对比,分析其各自的优缺点。最后结合UUV的实际使用环境和运行工况,提出了一种UUV用SOFC动力系统的总体设计。

PEM燃料电池膜电极边框材料对膜干湿应力影响研究

质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)是燃料电池的核心部件之一膜电极的最重要组成部分。在实际使用过程中,膜电极边框在燃料电池的组装和运行时,对PEM起到保护性作用。但在燃料电池的启停过程中,干湿交替的使用环境会引起PEM中存在应力现象。然而,边框材料是最主要的因素,因为其选取不当会在PEM上形成应力集中,以致造成PEM的失效,因此边框材料的选择有利于保证MEA正常功能。基于此,拟采用2D有限元方法分析不同物性参数的MEA边框材料对PEM产生的应力影响进行研究。结果表明,当边框弹性模量高于PEM弹性模量时,边框端部与PEM交界处会存在应力集中现象,并且此值随着边框模量的减小而降低;然而当边框弹性模量与PEM的弹性模量接近时,在交界处产生的应力集中值小于PEM的安全许用应力值。

纳米棒IrO_2的制备及其电子结构的第一性原理研究

以三氯化铱为铱源,通过溶胶-凝胶法在惰性气氛中合成了IrO2纳米棒。利用X-射线衍射(XRD)和透射电子镜(TEM)等测试手段对纳米棒的物相组成和形貌结构进行了表征。此外,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,选用广义梯度近似(GGA)势函数对金红石型IrO2的几何结构与电子结构进行了计算,并对其电子态密度及成键特性进行了分析。