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。

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。

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.

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。

基于改进型复合算法的铝空气燃料电池MPPT研究

提出了基于改进型复合算法的铝空气燃料电池最大功率点跟踪(MPPT)方法。基于改进型扰动观察法,以功率变化趋势为扰动增量,自适应调节占空比步长,快速跟踪到最大功率点阈值附近;而后在模糊控制规则基础上引入权重系数,提高功率搜索精度和工作环境变化时响应速度。通过Matlab/Simulink建模仿真与实测,对比传统扰动观察法,验证了改进型复合算法的快速性、准确性、环境适应性,提高了系统的输出性能。

基于两阶段控制的铝-空气燃料电池最大功率点跟踪方法

铝-空气燃料电池作为一种新兴的金属燃料电池,具有比能量高、安全静默、高效环保等优点,但其发电功率水平较低、资源利用率不高,且对其最大功率点跟踪控制方法的研究较少。基于此提出了一种两阶段控制的最大功率点跟踪方法。该方法根据铝-空气燃料电池输出特性,第一阶段基于电阻匹配的最大功率传输理论,通过实时检测燃料电池输出端口电流,对其施加增量扰动寻优,以较大步长接近最大功率点阈值;第二阶段基于模糊控制理论,通过设置功率变化和占空比步长变化的隶属度函数,进一步逼近最大功率点并实现稳定控制。仿真和实验表明,所提方法跟踪精度高、跟踪效果好,具有较强的工程应用价值。

双电解质铝空气微流体燃料电池

以甲醇为溶剂制备氢氧化钾/甲醇溶液作铝阳极电解液、以水为溶剂制备氢氧化钾溶液为空气阴极电解液,制得一种双电解质铝空气微流体燃料电池。1 000μL/min下,阳极电解液含水量20%时电池短路电流密度为270 mA/cm^2,最大功率密度90 mW/cm^2,铝自腐蚀率仅为在氢氧化钾水溶液中的10.5%。总的来说,含氢氧化钾/甲醇溶液的双电解质铝空气微流体燃料电池应用到小型电子设备中是具有吸引力的。