直接甲醇燃料电池溶胶-凝胶流动相的制备与表征

对直接甲醇燃料电池溶胶-凝胶流动相的制备工艺进行了分析,采用溶胶-凝胶法以正硅酸甲酯为前驱体制备出了溶胶-凝胶流动相。分别以溶胶-凝胶流动相和液体流动相为燃料对比研究了直接甲醇燃料电池的放电性能,测定了溶胶-凝胶流动相在Nafion117膜中的甲醇渗透率,研究了溶胶-凝胶流动相的质子电导率。实验结果表明,使用溶胶-凝胶流动相时,单电池性能比使用液体流动相时稍低,可以用作直接甲醇燃料电池的燃料;室温下溶胶-凝胶流动相在质子交换膜中的甲醇扩散系数为1.46×10-7 cm2·s-1,而液态流动相的甲醇扩散系数为1.43×10-6 cm2·s-1,与液态流动相相比溶胶-凝胶流动相的甲醇渗透率下降了约90%,其甲醇渗透率明显降低;溶胶-凝胶流动相的质子电导率与液态流动相基本一致,均达到165 mS·cm-1以上,说明溶胶-凝胶流动相质子导电性能良好。

溶胶-凝胶流动相异型直接甲醇燃料电池性能研究

以掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管为阴极支撑体,采用浸涂工艺分别制备了扩散层和催化层并在其外表面包裹Nafion膜,制得管状异型阴极并组装成异型直接甲醇燃料电池;采用溶胶-凝胶法制备了适用于直接甲醇燃料电池的溶胶-凝胶流动相。研究了溶胶-凝胶流动相异型直接甲醇燃料电池的阻抗,考察了阴极支撑体壁厚、阴极扩散层载量、实验温度和溶胶黏度等对电池极化性能的影响。结果表明,异型电池阻抗比传统平板电池大,但活化后电池阻抗明显下降;较低的溶胶黏度和较高的工作温度有利于提高电池性能;支撑体壁厚为1.3 mm、扩散层载量为3.5 mg/cm2时的电极性能最优。

直接甲醇燃料电池溶胶-凝胶流动相的制备及性能

以硅酸钠或硅酸乙酯与甲醇、硫酸为原料,采用改性溶胶-凝胶法制备了溶胶-凝胶流动相.以SEM观察流动相的形貌,测定了其甲醇渗漏和电化学性能,并研究了流动相的制备温度及组分对成胶速率及甲醇渗漏的影响.结果表明,溶胶-凝胶流动相具有多孔结构,改变了甲醇的传质途径和传质机理,与相同浓度的甲醇和硫酸液相流动相相比,渗漏率下降了90%以上,流动相制备的最佳温度为30℃,流动相中SiO2最佳质量分数为4%.

陶瓷材料传统的表面改性技术

本文从陶瓷本身及陶瓷涂层两个方面综述了陶瓷传统表面改性技术的概况。