收藏本站
《北京化工大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

质子交换膜燃料电池膜电极发电性能的研究

耿东森  
【摘要】:膜电极组件(Membrane Electrode Assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)的核心部件,主要由质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM),电催化层和电极扩散层三部分组成。膜电极组件的制备与优化是PEMFC的关键技术,其结构及制备工艺不仅直接决定燃料电池的性能,而且对降低生产成本、提高比功率与比能量,加快商业化进程均至关重要。为适应燃料电池的发展要求,本文对电催化剂浆料配方进行了更新,设计出了一种新的膜电极制备工艺。 在电催化剂浆料配方方面,本文研究比较了数种表面活性剂,从中筛选出了一种用作电催化剂分散的表面活性剂和一种用于改善催化层结构的造孔剂。由更新后的配方制备的MEA,催化层在膜上稳定不脱落,其电化学性能不低于用大量乙二醇作溶剂制成的MEA,可以应用于质子交换膜燃料电池。 在膜电极制备方面,本文在本实验室先前直接涂覆法的基础上又提出了两种制备膜电极的方法。通过对MEA的制作过程及发电性能测试,确定了双面直接涂覆法具备可应用性。用该种方法制备的MEA,其铂载量降低到0.30mg/cm~2;并通过电池的极化曲线等方法深入研究了膜电极制备条件、组分含量、电极工作条件等对电池性能的影响。 以新选出的分散剂和造孔剂为成分制备MEA,拓宽了现有电催化剂浆料的配方,有利于提高PEMFC的发电性能,节约材料、降低生产成本。与单面涂覆法相比,双面直接涂覆法从根本上解决了涂覆时膜起皱的难题,且具有工艺简单,能够快速实现工业化等优点。 综上所述,本论文工作对指导质子交换膜燃料电池膜电极的制备、降低燃料电池关键材料制备成本和简化电极制备工艺具有重要的参考意义。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM911.4

手机知网App
【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 汪强兵;奚正平;汤慧萍;王培;王建勇;杨保军;葛渊;;多孔材料在燃料电池中的应用[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊一权;燃料电池的开发及展望[J];节能与环保;2003年03期
2 黄天泽;展望燃料电池电动车[J];城市车辆;2003年03期
3 衣宝廉;燃料电池的原理、技术状态与展望[J];电池工业;2003年01期
4 邵志刚,衣宝廉,韩明,乔亚光,刘浩,于景荣;质子交换膜燃料电池电极的一种新的制备方法[J];电化学;2000年03期
5 毕道治;中国燃料电池的发展[J];电源技术;2000年02期
6 邢丹敏,杜学忠,于景荣,韩明,衣宝廉;燃料电池用质子交换膜研究进展[J];电源技术;2001年S1期
7 毛宗强;氢能离我们还有多远——我国燃料电池现状、差距及对策[J];电源技术;2003年S1期
8 隋升,王明华,余晴春,朱新坚;可逆质子交换膜燃料电池研究进展[J];电源技术;2004年08期
9 衣宝廉;质子交换膜型燃料电池(PEMFC)——国内外状况与主要技术问题[J];电源技术;1997年02期
10 蒋淇忠,马紫峰,Oumarou Savadogo;直接涂膜技术用于质子交换膜燃料电池膜电极制备[J];化工学报;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱飙;燃气轮机的发展前景及技术应用[J];安徽电力职工大学学报;2003年01期
2 朱红,许韵华,李战国;质子交换膜燃料电池的研究进展[J];北方交通大学学报;2003年06期
3 程树生,顾明;电动自行车及其四大部件[J];包钢科技;2003年S1期
4 耿东森,岳瑞娟,李培金;操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年04期
5 庞志成,胡玉春;燃料电池技术原理和应用[J];节能与环保;2002年12期
6 肖攀;陈广伟;邓楚南;;电动汽车的电池技术研究[J];北京汽车;2005年06期
7 谢靖宇;廖世国;;吐温20对锌电极性能影响的掠射椭偏法研究[J];表面技术;2007年01期
8 聂淼;索双富;谢晓峰;;喷涂方式在膜电极制备中的应用[J];表面技术;2008年04期
9 孙文鹏;陈实;杨凯;;混合电动车用MH/Ni电池组热效应仿真及应用研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2007年05期
10 温小飞;肖金生;詹志刚;;基于FLUENT的质子交换膜燃料电池的热源分析[J];交通节能与环保;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 公维磊;马金花;赵静;;光伏制氢质子交换膜燃料电池电化学模型分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
2 叶季蕾;吴福保;杨波;;燃料电池的研究进展与应用前景[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年
3 徐志彬;任丽彬;李勇辉;张军;;水电解池电极性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 王衡东;叶寅;邱士龙;;辐射接枝膜在PEMFC中的应用[A];第6届辐射研究与辐射工艺学术年会论文集[C];2004年
5 周震涛;王刚;;锌空气电池空气扩散电极电性能与造孔剂的关系[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
6 周震涛;邓柳江;詹炳然;;质子交换膜燃料电池用膜电极的制备工艺研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
7 孙亚颇;焦晓宁;;新型电池隔膜的研究现状及发展前景[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
8 王洪红;唐浩林;肖立奇;潘牧;;亲疏水性可调的燃料电池催化层的制备与表征[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
9 周琛;刘军民;廖世军;;直接喷涂法制备CCM型燃料电池膜电极[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
10 尚斌;顾军;于涛;邹志刚;;质子交换膜燃料电池催化剂研究进展[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宇;基于汽车产业的新能源多层次发展研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 魏永生;直接甲醇燃料电池膜电极的关键材料与模型模拟研究[D];北京交通大学;2011年
3 陈红;锂电池电极材料的磁性及电化学性质研究[D];吉林大学;2011年
4 张杨;用于直接甲醇燃料电池的新型磺化聚芳醚酮质子交换膜材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2011年
5 李洪涛;高阻醇性质子交换膜的制备与膜性能的研究[D];吉林大学;2011年
6 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
7 陈玲;硼酸盐和磷酸盐系锂离子电池正极材料的合成与性能研究[D];华南理工大学;2011年
8 别海燕;铝内胆纤维全缠绕高压氢气瓶耐火及抗疲劳性能研究[D];浙江大学;2011年
9 孙景钌;分布式发电条件下配电系统保护原理研究[D];天津大学;2010年
10 肖璞;二氧化钛纳米材料在直接醇燃料电池阳极催化剂中的应用[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵飞;锌酸钙制备方法和生成机制及锌枝晶的研究[D];郑州大学;2010年
2 石非;20kW燃料电池动力装置系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 贺鸿迪;微型燃料电池环氧封装结构蠕变特性影响研究[D];大连理工大学;2010年
4 李强;Fe对Sn_xCo_y/C负极材料的结构和电性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 聂正新;锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Mn,Fe)的第一性原理研究[D];江西师范大学;2010年
6 杨双磊;锂离子电池电极材料的制备及其电化学性能研究[D];湖南工业大学;2010年
7 许标;被动式微型直接甲醇燃料电池的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 吴清海;燃料电池用质子交换膜材料的设计与开发[D];长春工业大学;2010年
9 周颖;超细金属粉末对铅酸蓄电池正极活性物质的影响[D];昆明理工大学;2009年
10 张洪卫;直接甲醇燃料电池PtRuNd薄膜催化剂的结构表征和电催化研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 覃有为;刘坤;肖金生;;车用质子交换膜燃料电池堆阴极进气系统模拟及优化[J];北京汽车;2007年03期
2 任茂宾,王宇新,许莉;燃料电池流场板新材料的研究[J];材料导报;2002年09期
3 陶景超;李飞;倪红军;翟长生;孙宝德;;质子交换膜燃料电池用双极板材料及制备工艺的研究进展[J];材料导报;2005年03期
4 马小杰;方卫民;;质子交换膜燃料电池双极板研究进展[J];材料导报;2006年01期
5 阿布里提.阿布都拉,小宫山宏;新型高效率发电技术─燃料电池的发展现状和开发动向[J];电工电能新技术;2000年02期
6 张纯,毛宗强;磷酸燃料电池(PAFC)电站技术的发展、现状和展望[J];电源技术;1996年05期
7 隋升,顾军,李光强,隋智通;磷酸燃料电池(PAFC)进展[J];电源技术;2000年01期
8 侯明,吴金锋,衣宝廉,韩明;PEM燃料电池流场板[J];电源技术;2001年04期
9 李乃朝,衣宝廉,张恩俊,林化新,曲天锡,孔莲英,程英才;不同工作条件下的熔盐燃料电池性能[J];电源技术;1997年03期
10 顾军,隋升,李光强,隋智通;碱性燃料电池中氢电极催化剂的研究[J];电源技术;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 季孟波;抗溺水性气体多孔电极的研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张海林;质子交换膜燃料电池复合膜及膜电极的研究[D];北京化工大学;2004年
2 邢岳;全氟磺酸质子交换膜的研究[D];北京化工大学;2003年
3 季孟波;抗溺水性气体多孔电极的研究[D];重庆大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈延禧,黄成德,孙燕宝;聚合物燃料电池的研史与开发[J];电池;1999年06期
2 毛宗强,刘志华;中国氢能发展战略思考[J];电池;2002年03期
3 钟家轮;质子交换膜燃料电池的发展及展望[J];电池工业;1999年01期
4 徐洪峰,韩明,衣宝廉,张新革,张恩俊,葛善海;固体聚合物电解质燃料电池的研究[J];电化学;1996年03期
5 李乃朝,衣宝廉;离子交换膜燃料电池汽车[J];电化学;1997年02期
6 陈延禧;聚合物电解质燃料电池的研究进展[J];电源技术;1996年01期
7 于景荣,衣宝廉,韩明,邵志刚,程晓亮;高功率密度质子交换膜燃料电池研究[J];电源技术;2000年03期
8 朱科,陈延禧,韩佐青,张继炎,孙燕宝;质子交换膜燃料电池膜电极活化工艺及机理[J];电源技术;2002年04期
9 郑重德,王丰,胡涛,王守绪,何为,王偕恕,王豪才;质子交换膜燃料电池研究进展[J];电源技术;1998年03期
10 衣宝廉;燃料电池现状与未来[J];电源技术;1998年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊延龄;;空间用燃料电池向民用转移[J];国际太空;1989年10期
2 ;燃料电池有望替代石油、煤炭[J];机电设备;2001年06期
3 陈敏;;通用Hydro Genl燃料电池轿车[J];轻型汽车技术;2001年09期
4 王静,薛明霞,孟婕;燃料电池——21世纪的能源之星[J];河南科技;2002年17期
5 熊一权;燃料电池的开发概况及发展前景[J];节能;2002年11期
6 陈静;便携式电源:微型燃料电池[J];世界科学;2002年03期
7 ;让笔记本电脑连续使用达7小时的燃料电池[J];中国科技信息;2003年11期
8 ;加科研人员发明可改进PEM燃料电池的新材料[J];材料工程;2009年11期
9 ;第二代燃料电池[J];电力建设;1984年01期
10 李福秀;;以燃料电池为动力的船舶[J];中外船舶科技;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何琨;吴德荣;马紫峰;;大型乙烯裂解炉与固体氧化物燃料电池的联合[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
2 韩敏芳;彭苏萍;王立刚;;固体氧化物燃料电池制备方法评述[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
3 朱文菊;;燃料电池用石墨材料[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年
4 董华;冯瑞香;艾新平;杨汉西;;一种直接硼氢化钾燃料电池[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 李碩仁;邱弘興;;燃料电池金属双极板现况与未来发展[A];智能制造技术研发及应用——第十三届海峡两岸机械工程技术交流会论文集[C];2010年
6 唐有根;卢凌彬;黄伯云;;高能金属铝燃料电池的研究[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
7 夏长荣;;低温固体氧化物燃料电池[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
8 李永振;;燃料电池技术研究进展及产业化[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
9 于树友;陈虹;张东波;郭洪艳;;PEM燃料电池空气供给系统氧匮乏的模型预测控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 魏子栋;陈四国;郭琳;丁炜;李莉;;PEM燃料电池Pt/C催化剂稳定化方法[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郑惠荣;21世纪的能源燃料电池[N];中国建材报;2001年
2 ;燃料电池-未来的燃料[N];中国汽车报;2000年
3 刘四旦;燃料电池研发应立足四个重点[N];中国经济导报;2006年
4 本报记者 房琳琳;王诚:为燃料电池做“保湿”[N];科技日报;2006年
5 本报记者 宋剑峰;燃料电池:21世纪的能源主流[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 陈锐;日本燃料电池市场将急剧扩大[N];国际商报;2003年
7 ;燃料电池与汽车行业的革命[N];中国有色金属报;2003年
8 ;NEC工程师 为你解读燃料电池[N];中国电脑教育报;2004年
9 本报记者 吴凡;奥运公交将难见燃料电池身影[N];机电商报;2007年
10 唐士军;上汽燃料电池样车出炉[N];中国现代企业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 段东红;直接硼氢化物燃料电池铜阳极电化学性能研究[D];太原理工大学;2010年
2 王广进;直接硼氢化钠燃料电池阳极催化剂及膜电极研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王广进;直接硼氢化钠燃料电池阳极催化剂及膜电极研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 阎景旺;中温固体氧化物燃料电池的研制与电极过程的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2002年
5 崔春华;多元金属纳米结构燃料电池催化剂的设计与制备[D];中国科学技术大学;2011年
6 田植群;低温燃料电池用纳米催化剂新型制备技术的研究[D];华南理工大学;2004年
7 聂明;WC增强燃料电池贵金属催化剂催化性能的研究[D];重庆大学;2007年
8 侯中军;质子交换膜燃料电池抗CO电催化剂及电极结构的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
9 马文会;固体氧化物燃料电池复合掺杂阴极材料的研究[D];昆明理工大学;2001年
10 尹燕;关于高分子电解质型燃料电池用新型侧链型磺化聚酰亚胺的合成及性能的研究[D];天津工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志丰;熔融碳酸盐燃料电池分布式发电的鲁棒H_∞控制[D];燕山大学;2010年
2 孟艺飞;小型氢空燃料电池结构及操作条件优化的研究[D];汕头大学;2010年
3 劳国洪;电催化氧化溶液硫化物的基础研究[D];浙江大学;2011年
4 赵巧云;基于光伏发电微源的微网动态特性研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 张巍;燃料电池内阻测试用交流变频信号源研究与设计[D];武汉理工大学;2010年
6 傅婧;燃料电池用化学交联聚乙烯醇基碱性复合膜的制备与性能研究[D];华东理工大学;2011年
7 李明;燃料电池碱性阴离子交换膜的制备与表征[D];北京化工大学;2010年
8 黄镜欢;固体氧化物燃料电池的传热传质数值模拟[D];南京理工大学;2004年
9 岳增芳;添加剂对硼氢化钠电化学行为的影响[D];重庆大学;2010年
10 尚方剑;燃料电池用全氟磺酸质子交换膜制备与性能研究[D];上海交通大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026