再铸全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物/磺化氧化锆复合膜的制备与性能研究

利用溶液再铸法制备了全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion~)/磺化氧化锆(SZ)复合膜,借助X射线衍射、扫描电子显微镜、热失重分析仪等研究了所制备复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,棒状SZ颗粒以平行于膜表面的方向排列,均匀分布在Nafion~膜的骨架中,改善了膜在中温区的热稳定性;将复合膜用于直接甲醇燃料电池(DMFC)的电解质膜时,使用了3%和6%SZ的Nafion~/SZ复合膜的DMFC在45℃和5mol/L甲醇进料时的峰值输出功率密度分别为46.27、59.47mW/cm2,明显高于同样条件下Nafion膜的38.2mW/cm2。

直接甲醇燃料电池阳极扩散层比较研究(英文)

采用扫描电子显微镜（SEM）、汞注入孔隙计（MIP）和电化学方法考察了4种常用的阳极扩散层———碳布、碳纸、XC-72碳粉修饰的碳纸（以下简称XC-72）、碳纳米管扩散层———对直接甲醇燃料电池性能的影响.结果表明：碳纳米管扩散层在1 000～3 000nm具有丰富的孔径分布和最大孔隙率;碳纸和XC-72扩散层组装的单电池在大电流密度下分别由于孔径大不利于输水和孔径小不利于输气而使得电池性能较差;碳布扩散层组装的单电池虽然具有最大的甲醇扩散系数,但是由于其厚度问题使得性能稍差于碳纳米管扩散层电池.阳极极化结果也表明碳纳米管扩散层电池具有最小的甲醇传质阻力.因此碳纳米管扩散层组装的单电池具有最优性能,最大电流密度为460mA·cm^-2,最大功率密度为110mW·cm^-2.

ZrP-Nafion115复合膜的直接甲醇燃料电池原位稳定性

以商品Nafion115膜中的水合纳米离子簇为微反应器,通过化学键将磷酸氢锆(ZrP)纳米粒子锚合在Nafion115膜中,制备了ZrP-Nafion115复合膜。通过XRD及原位恒流放电等方法研究了复合膜在直接甲醇燃料电池(DMFC)工况条件下的稳定性,并进一步揭示了ZrP在Nafion115膜中发生化学锚合作用的反应机理及微观结构。结果表明:使用了ZrP-Nafion115复合膜的DMFC在恒流放电(100 mA/cm^2)过程中,可以在0.4 V以上的电压中稳定运行至少116 h,且ZrP纳米粒子没有明显流失。

再铸Nafion~/磷酸硼复合膜的制备与表征

利用溶液再铸法制备了Nafi on/磷酸硼复合膜。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱以及热重分析等测试技术研究了复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,磷酸硼均匀分布在Nafi on膜中,没有明显降低膜的热稳定性。用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的电解质膜时,表现出良好的放电性能,表明了再铸Nafi on/磷酸硼复合膜在DMFC中潜在的应用可行性。

操作条件对直接甲醇燃料电池膜电极水平衡的影响

介绍了直接甲醇燃料电池(DMFCs)膜电极的水平衡研究对单电池性能和稳定性的影响,研究了电池操作温度、空气流量及电流密度等操作条件对膜电极水平衡的影响。通过调节操作条件改变净水传输系数,进一步表征膜电极水平衡对电池稳定性的影响。结果表明,单电池在60℃、阴极常压空气80 mL/min进料、100mA/cm2条件下工作具有较好的水平衡,最后,测试了单电池在该条件下的稳定性,测试结果表明电池稳定运行200 h后,性能没有明显衰减。