国内外燃料电池研究现状进展_毕业论文

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国内外燃料电池研究现状进展

质子交换膜燃料电池,是当前热点的话题。它的优点和产业化的问题也引起了大家的关心。赵传峰,李焕芝,唐亚文,陆天虹研究了不同类型的质子交换膜燃料电池(PEMFC):氢一氧PEMFC、直接甲醇燃料电池(DM FC)和直接甲酸燃料电池(DFAFC),并分别讲述了不同类型的质子交换电池的优缺点,也对其产业化提出了他们的建议[1]。朱红,张生生,葛奉娟首次提出原位还原法制备Pt-Ru/C,Pt-Sn/C和Pt-Au/C类合金型质子交换膜燃料电池催化剂,并用XRD和TEM来模拟出催化剂的粒子大小、粒径分布及形成合金状况,用交流阻抗法和PEMFC单池评价系统测试了催化剂的催化活性及抗CO能力。研究结果表明:这些催化剂中Pt-Ru/C的综合性能高于一般催化剂性能,尤其对阳极反应的催化活性及抗CO能力均最强[2]。李莉,王恒秀,徐柏庆,李晋鲁,邢魏等人在PEMFC催化剂的研究指出:Pt/C电催化剂(标记为THYT-1)的物理化学和电化学性质较好,并将其将与E- TEK公司生产的同类电催化剂比较,在催化剂的组成、形态及电催化性能几个方面一一比较。经过多种测试,比较得出, THYT-1的综合性价比在同类产品中处于第一梯队。经过 CV分析,我们得出一氧化碳CO在这两种电催化剂上的电氧化性能差不多;经过TEM测试表明两种催化剂上Pt晶粒在炭载体上的平均粒径均为2~3 nm,并以均匀分布; XPS和XRD测试结果也表明两种催化剂中Pt主要还是以金属态存在。基于这些我们可以认为THYT-1催化剂的物理化学性质与E-TEK公司几乎相同[3]。

    陆天虹,张玲玲,唐亚文,高颖等人研究了不同燃料电池大规模实施面临的技术问题,讨论了不同燃料电池的将来的大规模应用带来的好处,他们认为直接甲酸燃料电池(DFAFC)相对于其它系列的燃料电池在技术和成本方面具有更多的优势,尤其小功率的DFAFC可能最先实现商品化;所以建议我国应大力支持 DFAFC 的研究,使其商品化加快步伐[4]。罗远来、梁振兴和廖世军在《直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展》论文中提到DFAFC催化剂问题的重要性。科学家们主要研究如何提高阳极催化剂活性和降低它的成本, 近年来的研究成果加快了DFAFC的发展。他们首先简单说明了DFAFC的电催化剂上反应机理, 总结了几十年来直接甲醇燃料电池阳极催化剂理论突破,问题解决, 从铂基催化剂、非铂基催化剂和催化剂载体三个方面进行了详细的介绍 ,并指出了它的发展前景[5]。86037

而中低温固体氧化物燃料电池(LITSOFC)也是现在研究的热门话题,这种固体氧化物电池特点在于它的工作温度在400~800℃之间,这样一来一般SOFC因温度过高带来的材料选择、制备等问题将不复存在,因此这种电池收到了大量科学家的青睐。孙红燕、森维、易中周和鲁顺利等人也在《中温固体氧化物燃料电池材料的研究进展》中谈到了近年来中温SOFC的最新成果,对当前目前面临的技术难题一一陈述并提出未来发展方向[6]。蒋凯,张秀英,郭崇峰三人简述了SOFC中固体电解质的最新研究成果,讨论了ZrO2、CeO2、Bi2O3三种基的固体电解质和掺杂的LaGaO3为代表的钙钛矿结构的固体电解质的优缺点还有SOFC电解质产业化技术难题。经过研究发现降低固体氧化物电池工作温度的两个方法:①稳定的高离子电导率的固体电解质材料②固体电解质的薄膜化[7]。电解质薄膜化的研究方向很多,其中基于薄膜电解质下的高性能氨燃料的SOFC是最主要的研究热点[8]。而SOFC钎焊自适应密封的原理我们可以通过蒋文春、 张玉财、 巩建鸣的论文《固体氧化物燃料电池钎焊自适应密封研究进展》中得到系统的了解,目前的技术难题与未来的发展前景也详细的说明[9]。关于电解质模型,我们从国外学者Demin A, Tsiakaras P, Gorbova E, et al相关文章中了解到对具有相同离子电解质的模型里,测试显示局部离子与传导离子不相符合,由此导致局部质子电流比通常固体电池传导质子数多当质子传导数高的时候,电池效率较高。经过反复实验得到,工作温度为900K,SOFC效率达到最大,大约在70%左右[10]。论文网 (责任编辑:qin)