“双碳”背景下化学专门化实验设计——以锌-空燃料电池的组装及性能评价为例

为促进科教融合,针对能源研究热点,设计了以协同创新为特征,兼具安全性和可操作性的化学专门化实验。引导学生从文献调研和实验设计出发,了解锌-空电池研究进展,掌握其工作原理、组装技术及性能评估方法。通过模拟科研过程的系统训练,激发学生在科学领域锐意进取、探索求真的原动力,逐步培养科学素养、提升实践能力。

锌空气燃料电池在电力系统调峰中的应用

介绍了一种特殊结构的锌空气电池。空气极是拼接而成的,面积可达到5 m2;单电池是没有密封部件的开放结构,方便燃料锌和生成物氧化锌的更换;单电池输出功率5 kW,大大减少了组成电站的电池个数。该电站在电网负荷高时通过电池组向电网送电,在用电低谷时电解氧化锌蓄能填谷,能量转换效率为42％～52％,且转换效率与电站规模无关,无污染,无噪声。

锌空燃料电池电站

燃料电池发电技术已经受到人们越来越多的重视。介绍了利用锌空气燃料电池技术建设电站 ,利用分体式电极技术制造世界上最大的单电池 ,该电站采用独特的分离循环技术 ,可以提高电站总体效率。给出建设电站的相关参数。

碱性锌氧燃料电池性能的实验研究

对以KOH溶液为电解液的碱性锌氧燃料电池进行了实验研究,探究了电解液中KOH的质量分数和电解液的用量(液面高度)对电池放电特性的影响.实验发现,用40 ml质量分数为40%左右的KOH电解液最有利于延长电池的放电时间,改善电池的性能.

锌/空气燃料电池有望成为清洁电源

适合用于要求:容量比较大,充电速度快,并且不污染环境的应用系统。

天津锌空气燃料电池项目一期工程投产

被列为天津市重大工业项目的年产16万组锌空气燃料电池项目，一期工程2011年底投人试生产。2012年2月正式投产后，将成为国内首家金属燃料电池制造供应商。

锌动力——锌基燃料电池

相比金属锂,锌资源更丰富。而且锌如果作为燃料,将具有环保和安全的优点。锌-空气燃料电池的开发应用,无论对锌市场,还是对能源领域,都属特大利好。锌-空气燃料电池开启了锌应用的新时代。

基于CAN总线电动汽车电池组监控系统设计

由于电池的本身特性决定了对电池电量的预测成为电动汽车开发的一个难点,目前世界上对锌空电池的电量预测方面的研究刚起步,特别是对电动汽车用锌空电池电量监测的研究很少,在可以获得资料中少有对锌空电池的电量预测技术开发;文中研究了CAN总线在电动汽车电池监控系统的应用,并主要介绍了用于电动汽车燃料电池即锌空气燃料电池的监控系统的软硬件设计;根据具体电池组分成9通道循环检测的设计,通过模拟具体工况,分步把电流和电压测得,并利用了一种方法———修正电量累积法来预测锌空电池的剩余电量,并给出了电压和电量变化曲线;研究证明,此方法能简单而精确的检测锌空电池电量。

一种应用于电动汽车的复合电池能源模块

就目前现有的电动汽车电池能源模块无法满足车辆实际性能需求的问题,提出了一种全新的电动车用电池能源模块,该模块是由锂离子电池与锌空气燃料电池进行配合组成的.首先分析了全球各个汽车企业就目前车用能源日趋紧张问题所提出的不同解决方案,指出了电动汽车发展前景乐观;其次,分析了应用于纯电动汽车的电池能源模块存在的瓶颈,提出了一个全新的电动车用电池能源模块的构想;然后,对该动力电池能源模块的优势进行分析,指出了该模块未来应用于电动汽车上的可行性;最后,就下一步开发该模块所要做的具体工作进行了介绍.

首艘“锌”能源电动船“滴水号”试运行

日前,一种只需要空气就能发电的新一代锌燃料电池现身＂滴水号＂电动游览船上,并成功进行了试水航行。这也是我国第一艘＂锌＂能源电动游览船。该船长12m,可搭载16名游客游玩或进行商务会议。据生产锌燃料电池的上海力富新能源科技有限公司介绍，锌空气燃料电池.

车用锌空燃料电池系统开发研究

为探索一种安全、低成本、高能量的车规锌空电池,基于基本原理,研究开发了一种液流式锌空燃料电池系统。该系统由燃料电池堆和电解液循环子系统组成,使用后通过更换电解液和补充锌料的方式使燃料电池堆复原。为方便补充锌料,采取了电池堆上部开口结构。试制的5节锌空燃料电池堆,每节电池电极有效反应面积为230cm2。经试验证明,单节电池输出功率密度可达170mW/cm2,输出电量120Ah以上,体现出了电解液循环在降低阻抗、增强发电稳定性方面的优势。在此基础上,将燃料电池堆节数增多,即可满足大功率输出的要求。该技术方案还可用于铝空燃料电池、镁空燃料电池等。

锌空燃料电池电化学阻抗等效电路模型

利用等效电路模型可表示锌空燃料电池的理化过程,用于描述和解析电化学阻抗谱中的Nyquist图,但已有模型未能综合考虑阴阳极的阻抗分布。该文为区分阴阳极阻抗,提出了一种可解析阴阳极阻抗的全电池电化学阻抗模型和忽略阳极影响的简化模型。在研究电池结构参数、性能衰减、储存条件、锌电极中导电剂、空气电极结构变化对阻抗影响的实验中,验证了模型的正确性,模型拟合实验数据时卡方检验的结果均小于0.01,并应用模型解析出的电阻值分析了阻抗变化的作用机理。该模型对金属空气电池的研究具有一定意义。

金属燃料电池

属燃料电池 (MFC)是一类特殊的燃料电池 ,具有成本低、无毒、无污染、比功率高、比能量高等优点 .文章讨论了金属燃料电池的基本特性、结构和原理 ,综述了Al、Zn、Mg、Ca、Fe和Li燃料电池的研究进展 ,总结了它们各自存在的问题和今后进一步发展的研究方向 .

锌空燃料电池老化实验研究与机理分析

耐久性不足严重制约了锌空燃料电池的商业化发展,对电池的老化特性及机理进行实验研究和分析十分必要。该文基于电池应用时面临的单次稳定运行、长周期连续稳定运行、停机储存和周期性启停循环等主要工况提出了锌空燃料电池的耐久性测试评价方法,开展了老化实验。研究了不同工况下电池的老化特性,并结合实验结果分析了老化机理。最后,从电解液管理、延长空气电极寿命和电池管理3个方面提出了延缓电池老化的方法。实验结果表明:该文提出的耐久性测试评价方法可用于锌空燃料电池的老化特性及耐久性提升方法的研究。