收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究

孙海  
【摘要】: 直接甲醇燃料电池(DMFC)由于理论能量密度高、结构简单、燃料存储携带方便等特点在移动电源方面具有广阔的应用前景。膜电极(MEA)是DMFC的核心部件,甲醇从阳极向阴极的渗透(crossover)以及阴极水淹问题不仅直接影响MEA的性能,而且对DMFC的稳定性和使用寿命至关重要。 本论文针对上述问题研究了无机/有机复合膜和具有一定自返水能力的MEA,提高了DMFC性能,同时还探索了MEA的热循环稳定性以及MEA批量制备方法。主要结论如下:(1)采用化学镀法成功地制备了Pd/Nafion复合膜,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测结果表明该复合膜兼具宏观复合和微观复合的特点,Pd层与Nafion层结合紧密。与Nafion 115膜相比,采用Pd/Nafion 115复合膜制备的MEA的甲醇渗透极限电流降低了36%,DMFC单池最大功率密度提高了2倍以上。(2)以Toray 060碳纸为支撑层制备了扩散层,通过PTFE和碳粉载量的调变,优化了扩散层的憎水性和孔结构,提高了扩散层的气体传输和排水能力。在60℃,常压低流量空气进料条件下,DMFC单池在100mA/cm~2时的电压由0.31V提高到0.40V以上。成功地制备了自返水结构的MEA,使DMFC阴极的水部分通过Nafion膜返回阳极,缓解了阴极的水淹,并在一定程度上抑制了甲醇渗透。(3)在热循环过程(-20℃~60℃)中MEA催化层的电化学活性表面积不断降低,Nafion膜与催化层之间局部发生剥离,扩散层的结构部分被破坏,电池性能不断下降。冷冻前进行干气吹扫操作可在一定程度上减缓电池性能的衰减速度。(4)初步探索了MEA批量化制备工艺,采用乙二醇作分散剂,有效地改善了催化剂浆液的粘度和流动性,通过丝网印刷法制备了表面平整、重现性良好的催化层。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王凤娥;直接甲醇燃料电池的研究现状及技术进展[J];稀有金属;2002年06期
2 任素贞,梁振兴,赵新生,辛勤,孙公权,杨学锋;直接甲醇燃料电池用磺化聚醚醚酮膜初探[J];电化学;2004年03期
3 戚志东,朱新坚,曹广益;直接甲醇燃料电池的研究进展及关键问题[J];能源技术;2004年02期
4 刘建国,衣宝廉,王素力,魏昭彬,辛勤,陈利康;Nafion膜厚度对直接甲醇燃料电池性能的影响[J];电源技术;2002年01期
5 李辰楠,孙公权,梁振兴,任素贞,赵新生,辛勤;Nafion~膜的回收及再铸膜在直接甲醇燃料电池中的应用[J];功能材料;2005年07期
6 樊小颖,赵新生,孙海,汪国雄,王素力,孙公权,衣宝廉,辛勤;直接甲醇燃料电池高性能双催化层阳极的研究[J];电源技术;2005年04期
7 齐亮;金宝舵;王树博;谢晓峰;郭建伟;徐景明;;用于直接甲醇燃料电池系统甲醇浓度控制的软测量[J];清华大学学报(自然科学版);2008年12期
8 齐亮;金宝舵;王树博;谢晓峰;郭建伟;徐景明;;用于直接甲醇燃料电池系统甲醇浓度控制的软测量[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年12期
9 彭程,程璇,张颖,陈羚,范钦柏;直接甲醇燃料电池中阳极催化剂的研究进展[J];电源技术;2003年05期
10 刘启志,浦鸿汀,廖欣;直接甲醇燃料电池用Nafion膜及其改性研究进展[J];胶体与聚合物;2004年03期
11 ;则武直接甲醇燃料电池全球最高性能![J];中国科技信息;2003年21期
12 田立朋,李伟善;直接甲醇燃料电池研究进展[J];现代化工;1998年05期
13 孙海;孙公权;王素力;毛庆;汪国雄;杨少华;辛勤;;直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究[J];电源技术;2007年02期
14 王振波;左朋建;张学伟;尹鸽平;;运行参数对单体直接甲醇燃料电池性能的影响[J];电源技术;2008年11期
15 苗睿瑛;方勇;李建玲;王新东;;溶剂选择对PVDF-HFP膜的耐甲醇渗透性能的影响[J];有色金属(冶炼部分);2009年05期
16 张建民,杨长春,石秋芝,董金峰;直接甲醇燃料电池技术[J];新技术新工艺;2000年11期
17 李建玲,毛宗强,徐景明;直接甲醇燃料电池膜电极电化学性能影响因素[J];电池;2002年01期
18 马紫峰,廖小珍,冷拥军,黄碧纯;直接甲醇燃料电池技术及应用[J];化工进展;1999年06期
19 李建玲,毛宗强;直接甲醇燃料电池研究现状及主要问题[J];电池;2001年01期
20 毛庆;孙公权;杨少华;辛勤;;直接甲醇燃料电池模型研究进展[J];电源技术;2005年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩东梅;舒东;孟跃中;田双红;;磺化聚二氮杂萘醚酮用于DMFC的性能测试[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
2 杜鹃;巢亚军;原鲜霞;章冬云;马紫峰;;直接甲醇燃料电池Pt/炭气凝胶电催化剂的合成、表征和性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
3 潘晓萍;郑燕贞;郭永榔;;直接甲醇燃料电池阴极上混合电位的研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
4 张昀;魏丽;林森;吕英杰;王清静;魏昂;张树永;;一种新型的直接甲醇燃料电池电催化剂载体的研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
5 刘晓为;索春光;张宇峰;唐鼎;;微型直接甲醇燃料电池用电催化剂的制备及性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
6 张宏伟;张俊;于非;周震涛;;改性磺化聚醚醚酮用作直接甲醇燃料电池聚合物电解质膜[A];第二届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
7 汪国雄;孙公权;王琪;王素力;孙海;毛庆;辛勤;衣宝廉;;空气自呼吸式直接甲醇燃料电池的研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
8 强熙贵;刘娟英;王文明;田娟;郑丹;夏保佳;;无泵循环的微型直接甲醇燃料电池研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
9 张日清;周震涛;;直接甲醇燃料电池三元阳极催化剂的研制[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年
10 王晓红;姜英琪;钟凌燕;刘理天;;微小型直接甲醇燃料电池的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙海;直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
2 李磊;直接甲醇燃料电池聚合物电解质的研究[D];天津大学;2003年
3 刘以成;直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究[D];清华大学;2002年
4 张军;液体进料直接甲醇燃料电池膜电极的研究[D];天津大学;2003年
5 赵新生;直接甲醇燃料电池膜电极的电化学研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
6 叶丁丁;空气自呼吸式直接甲醇燃料电池两相流动及传输特性[D];重庆大学;2009年
7 周振华;直接甲醇燃料电池:高分散高负载铂基电催化剂的制备规律研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
8 汪国雄;直接甲醇燃料电池膜电极制备及阴极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
9 钟双玲;直接甲醇燃料电池用新型质子交换膜的制备与性能研究[D];吉林大学;2008年
10 付铁柱;直接甲醇燃料电池用磺化聚醚醚酮膜材料的制备与研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁振兴;直接甲醇燃料电池Nafion~(?)膜的红外光谱表征和阻醇质子交换膜的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
2 苑伟康;有机—无机杂化DMFC膜界面形态与阻醇特性研究[D];天津大学;2007年
3 王美芳;直接甲醇燃料电池单电池数值模拟[D];山东大学;2006年
4 黎家纯;直接甲醇燃料电池膜电极的电化学及U-I性能研究[D];中南大学;2008年
5 俞耀伦;直接甲醇燃料电池阳极催化层的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
6 庄铭军;直接甲醇燃料电池传递过程与电化学反应的模型化[D];清华大学;2003年
7 樊小颖;直接甲醇燃料电池新型电极结构的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
8 郑思静;直接甲醇燃料电池阴极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
9 孙世国;直接甲醇燃料电池电催化剂形貌控制制备研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
10 唐亚文;直接甲醇质子交换膜燃料电池阳极催化剂的研究[D];南京师范大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;直接甲醇燃料电池问世[N];今日信息报;2003年
2 王建高;直接甲醇燃料电池[N];中国石油报;2003年
3 王建高;直接甲醇燃料电池问世山东[N];中国化工报;2003年
4 徐维正;直接甲醇燃料电池研究有突破[N];中国化工报;2006年
5 记者  于莘明;“直接甲醇燃料电池”将实现产业化[N];科技日报;2006年
6 北京化工大学炭纤维及复合材料研究所 张学军;微型燃料电池中的“角儿”[N];计算机世界;2004年
7 刘方斌;决策年:甲醇燃料时来运转[N];中国化工报;2006年
8 张逸远;小型燃料电池步入应用时代[N];中国环境报;2005年
9 本报记者 王建高;直接甲醇燃料电池问世[N];科技日报;2003年
10 张逸远;步入应用时代 小型燃料电池觊觎20亿商机[N];中国高新技术产业导报;2005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
  • 010-62982499
  • 010-62783978