PEMFC铝合金双极板表面改性研究现状与发展

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两端等作用,对燃料电池工作性能、寿命起到关键作用。其中铝合金作为一种具有良好导电性能、成本低、轻质的材料,在PEMFC双极板材料方面应用潜力巨大。但铝合金双极板耐腐性不佳,在PEMFC工作环境下极易被腐蚀,且其表面生成的钝化膜,增大了电池的接触电阻,从而对电池性能和寿命产生不利影响,而通过铝合金表面改性是解决该问题的主流方法。首先概述了PEMFC原理、双极板材料类型及内部环境,然后阐述了PEMFC中铝合金双极板的服役问题,并对近年来铝合金双极板的表面改性进行分类。重点概括了铝合金表面金属及其化合物涂层(贵金属、金属氮/碳化物、镍磷金属涂层)与非金属涂层(碳基涂层、高分子聚合物涂层)的结构设计、成分优化、服役性能特点。分析结果表明,选用低成本、具有良好耐蚀性和导电性的金属惨杂的无定型碳、金属碳/氮化物涂层,能降低双极板生产成本,提高双极板工作性能,并对涂层设计出多层复合涂层,能打断涂层中的细长针孔缺陷,提高涂层的完整性和致密性。在铝合金表面进行改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,对推动铝合金双极板在PEMFC电堆中的应用至关重要。

低压铸造在新能源燃料电池箱体生产中的应用

针对新能源燃料电池箱体薄壁铸件,设计了铸件的低压铸造工艺,研究了模具预热温度对铸件的微观组织和力学性能的影响。结果表明:所设计的铸造工艺方案合理,铸造工艺模拟仿真分析和实际铸件均未发现浇不足、缩孔缩松等缺陷,可以满足新能源燃料电池箱体的批量生产需求。在铸造工艺不改变的情况下,通过调整模型的预热温度,不仅可以改变材料的组织性能,还对液态金属成形性能有影响。

直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池性能研究

为获得一种高性能且低成本的新型水系铝电池,本文提出并构建了一种直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池。研究了阳极电解液浓度、阴阳极电解液总流速及其流速比、氧化剂浓度对该微流体燃料电池产电性能的影响。结果表明:当阳极电解液浓度为2.00 mol/L,阴阳极电解液总流速为200μL/min,阴阳极电解液流速比为1∶1,过硫酸钠氧化剂浓度为1.5 mol/L时,该直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池的产电性能达到最佳,其开路电压为2.56 V,功率密度和电流密度的最大值分别为275 mW/cm^(2)和216 mA/cm^(2),铝阳极的最大比容量密度达到2760 mAh/g。

Yunnan Aluminum Partners With Phinergy To Set Up A Fuel Cell Company

Yunnan Aluminum announced on the evening of February 27 that to promote the industrialization and marketization of its aluminum-air batteries,create a complete clean energy industry chain covering hydroelectricaluminum,new energy and recycling and truly develop its green low-carbon hydroelectricaluminum industry,the company plans to set up Yunnan Phinergy Chuang Neng Metal Air Battery Co.,Ltd.in Kunming together with

铝空气燃料电池的研究进展

论述了最近几十年来国内外铝空气燃料电池的发展概况。重点分析了铝空气燃料电池的特点 ,工作原理以及整个电池系统的研究进展。

铝空气电池关键技术研究进展

金属空气电池也称金属燃料电池,是一种将金属的化学能直接转化为电能的装置。金属铝在地壳中储量丰富且具有较高的理论体积比能量,因此铝空气电池成为近年来关注的热点,然而金属铝在碱性电解液中的析氢问题一直是阻碍铝空气电池发展的主要因素。本文综述了铝空气电池关键技术的研究进展,包括铝合金阳极、铝腐蚀抑制剂、空气电极结构、电解质、催化剂等方面。使用含Sn、Ga、In等元素的铝合金阳极,将金属铝加工成超细晶材质,在电解质溶液中添加铝腐蚀抑制剂均可在一定程度上提高铝电极效率。铝空气电池已经在诸多领域实现应用,随着研究的继续深入,铝空气电池在能源行业将拥有广阔的应用前景。

海水铝-空气燃料电池

叙述了海水－铝空气燃料电池的特性及影响电池功率输出的主要因素，如海水的电导、盐度、温度、铝材料的选择等。试验结果表明，电池工作时正负极之间的液相电阻比海水本身的电阻小得多，但是其液相电阻仍然偏大。海水盐度和温度的变化引起电极电势波动，盐度影响占１０％左右。高纯铝合金电极工作电势比工业铝合金电极的工作电势高２００ｍＶ以上。

铝燃料电池的进展

铝是一种与世长存的绿色金属,铝燃料电池是一个"工厂",它消耗运来的铝燃料,输出产生的电,只要源源不断地供应燃料(铝)等,就会不断地产出产品(电)。铝燃料电池的运转原理是提取铝的逆过程。中国目前是全世界生产铝燃料电池主要国家之一,但尚未跻身先进国家之列,与以色列等国的相比还有较大差距。对铝燃料电池工作原理、发展历程、发展趋势、国外简况、中国的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》等都做了简要的说明;对铝燃料电池系统的运转,铝燃料电池五要素,铝燃料电池技术参数及优势,氢氧化铝回收,铝燃料电池的应用作了较详细的介绍。

基于便携式制氢-储氢体系的铝水解技术研究进展

综述了便携式燃料电池氢源的铝水解制氢-储氢技术的研究进展,总结了铝水解制氢反应的优缺点及水解性能改善所进行的探索,如铝-碱液水解反应,铝合金化等。阐明了铝水解反应机理及铝合金活化机理,旨在使人们对铝水解制氢-储氢技术的全面了解。

作为水下电源的金属半燃料电池

以金属(镁、铝等)为燃料,以过氧化氢或海水中溶解氧为氧化剂的金属半燃料电池是一类特殊的燃料电池,具有比能量高,放电电压稳定,存储寿命长,无生态污染以及机械充电时间短等优点,是极佳的水下电源。阐述了作为水下电源的金属半燃料电池的国内外研究进展、存在的问题及今后的研究方向。

Al/H_2O_2作为无人水下航行器动力电池的研究

概述了Al/H2O2半燃料电池的原理及在水下无人航行器动力电源中的运用,系统分析了国内外在电极材料(包括阳极和阴极材料)、电解液和电解液补充优化系统几个方面的发展,提出了国内在这方面研究的重点技术和可能的解决途径。

金属铝燃料电池的研究

铝是一种丰富廉价的有色金属。金属铝电池作为一种新型燃料电池,具有低成本、无毒害、高功率、高能量密度等优点。本文简述了金属铝电池的工作原理,并对铝阳极、空气阴极、催化剂、电解液和铝燃料电池的应用等方面的研究概况进行了叙述。

铂纳米线阵列电极对肼的电催化性能

以阳极氧化铝为模板,采用直流电沉积法制备了铂纳米线阵列电极。用扫描电子显微镜,X射线衍射等手段对铂纳米线阵列电极的形貌与结构进行了表征,同时应用循环伏安法和计时电流法测试研究了其对肼的电催化氧化性能.结果表明,铂能够在氧化铝模板孔洞中完整地沉积生长,且纳米线直径与氧化铝模板孔径一致,约为50nm;铂纳米线阵列电极对肼有明显的电催化活性,且其催化活性与肼浓度及扫描速率有关,肼浓度越大,催化活性越高,当肼浓度为50mmol/L时,电流密度可达48mA/cm2,约是铂柱电极的3倍;扫描速率越快,电流密度越大,且与峰电流密度的平方根成正比.铂纳米线阵列电极对肼也具有良好的催化稳定性和耐受性.

三氢化铝释氢改性调控方法及机理研究进展

三氢化铝(AlH3)因储氢量高、能量密度大,作为高能材料用于固体推进剂可显著提高其比冲,但需要对其进行稳定化处理以提高其在推进剂制备、存储、运输过程中的稳定性。同时,AlH3具有较低的释氢温度,作为理想的储氢材料,可为车载及便携式燃料电池提供氢源,需要对其进行释氢改性以提高其释氢速率。综述了AlH3释氢调控方法,包括稳定化方法和释氢加速方法,并总结得到AlH3释氢调控机理为:表面成核反应是控制AlH3整体释氢速率的决定步骤,可以通过控制表面成核位点的数量来调控AlH3的释氢性能。因此,AlH3用于固体推进剂时,其改性手段集中于减少其表面成核位点来阻止成核反应的发生,提高稳定性;AlH3用于燃料电池时,各种改性调控方法应基于缩短诱导期增加Al的成核位点,来降低AlH3的释氢温度,通过控制温度来控制释氢速率。还提出未来AlH3用于推进剂和燃料电池的重点研究方向。

大功率铝空气电池堆结构设计综述

大功率铝空气电池作为目前金属空气电池的研究热点之一,其箱体结构设计的实用、可靠和安全更有利于其在电动汽车和军事作战等领域的广泛应用。介绍了大功率铝空气电池的工作原理、系统组成,从尺寸和外形、加工工艺方面详细介绍了电池堆结构设计,指出其采用基于机械可充和电解液循环的特性条件下设计铝空气电池箱体结构,使电池能够在更换铝阳极的方法下持续供电,并通过电解液循环维持电池放电的稳定性,实现了使用的安全性和可靠性。

铝空气燃料电池堆的设计与实现

基于机械可充和电解液循环的特性条件下,运用SolidWorks软件设计了铝空气电池堆结构,使其能够在更换铝阳极的方法下持续供电,并通过电解液循环维持电池放电的稳定性,实现了使用的安全性和可靠性。

一种铝-空气燃料电池能量重整技术的研究

为探究4 mol/L氢氧化钾电解液中不同锌离子浓度对铝-空气燃料电池负极自腐蚀的影响,提高其放电性能,采用6061铝合金作为负极,氧化锌作为电解液添加剂,进行了析氢失重分析.利用网包负极结构完成了能量的重新整合,并测试了电池的放电性能.结果表明:当4 mol/L氢氧化钾电解液中含0.3 mol/L锌离子时,6061铝合金的抑氢效率最高,约为64.364%.在该电解液下,使用网包负极结构的燃料电池以20 mA/cm2电流密度放电时的电极效率和比容量最高,分别约为41.633%和1240.665 A·h/kg,较优化前提升了64.440%.燃料因腐蚀耗散的能量被存储于其表面的沉积锌中,并在负极网的辅助下转化成电能,达到了能量重整的目的,使电池性能得到了显著提升.

三氢化铝应用于燃料电池的研究进展

三氢化铝(AlH3)具有储氢量大、质量轻、释氢温度较低、产物洁净等优势,是应用于燃料电池的理想储氢材料,但因其合成成本较高、室温条件下难以再生,目前尚未大规模应用。本文从燃料电池对储氢材料的要求出发,介绍了AlH3的基本性质、合成再生方法及其释氢性能与改进方法,简述了基于AlH3的储氢装置及系统、车载储氢和便携式电源等应用的国内外研究现状,提出今后研究工作应集中在降低释氢温度、调控释氢速率、提高释氢率、设计高效储氢系统及开发低成本制备和再生工艺。

一种用于增程式低速电动汽车的铝-空气金属燃料电池系统设计

基于某微型电动汽车试验平台,对以铝-空气金属燃料电池为辅助动力源的一款电-电增程式电动原型车的电池系统进行设计。首先对铝-空气金属燃料电池单体与集成电解液存储箱进行结构优化设计,然后对铝-空气金属燃料电池系统及整车相关性能进行试验。结果表明,本文研制的铝-空气金属燃料电池系统及整车性能达到了设计要求。

会飞的全铝汽车简介

现在一些大的公司在研制会飞的汽车,一些初创的小公司也在研发它。这类车都是环保型的,是全铝的,在当前的技术条件下,凡是可用铝合金制造的一切零部件都是铝的,动力是电。飞机结构用的铝合金主要为2×××系和7×××铝合金,而会飞的出租车用的是普通的5×××系与6×××系铝合金。会飞的出租车可于2018年推向市场,但是如何监管目前还没有一个国家出台相关出租车营运的有关法律条文与条例,这对会飞车辆的发展有不利影响。