质子交换膜燃料电池PEMFC的原理及应用(4)

质子交换膜燃料电池PEMFC的原理及应用

： 通过在阳极催化层中加入亲水性物质，采用传统的涂布技术制备了自增湿膜电极，对膜电极的制备工艺条件进行了优化，并对这些自增湿膜电极的电性能进行了较系统的考察。研究结果表明，减少质子交换膜的厚度可以提高自增湿膜电极的电性能，但开路电压有所下降；提高氧气压力有利于改善电池的电性能，当氢气压力为0.02MPa、氧气压力为0.3MPa时膜电极电池的电性能最好；阳极催化层中Nafion的最合适含量应是催化剂质量的2倍；阳极催化层中加入甘油、聚丙烯酸钠等亲水性物质可有效地增加膜电极的自增湿效果，加入量在满足自增湿要求的前提下越少越好。在压膜时，在模板和碳纸之间加入聚酯膜，可以改善碳纸背面易被破坏的情况，并可减少成型时间。当成型温度为130℃，成型压力为8MPa时，所装配的PEMFC单电池电性能最好。 采用直接涂膜技术制备了以质子交换膜为催化层支撑体的自增湿膜电极，并对膜电极的微观结构和电性能进行了较系统的考察。研究结果表明，将催化剂浆料直接涂布到膜上时，Nation膜会受溶剂影响而变形，但随着膜厚度的增加，变形减小；催化层中Nation的最佳含量为25wt.％；采用Pt质量分数为40％的催化剂可以制得的性能较好的MEA；当成型温度为120℃、压力为5MPa时，直接涂膜技术制备的膜电极的电性能最佳。 为了解决Nation膜受溶剂影响而变形的问题，我们还采用转印法制备了自增湿膜电极，比较了由不同方法制备的膜电极的电性能。研究结果表明，与由涂布法和直接涂布法制备的膜电极相比，由转印法制备的自增湿膜电极的电性能最好。当电池的电压为O.4v时，其功率密度最大，达到0.25W/cm<'2>。

3.期刊论文 原鲜霞.乔永进.庞志成.Yuan Xianxia.Qiao Yongjin.Pang Zhicheng 化学镀铂法制备质子交换膜燃料电池膜电极 -稀有金属2000,24(4)

用化学镀铂法制备质子交换膜燃料电池膜电极,提出了膜电极的微观结构模型及膜电极的化学镀铂机理.通过考察镀铂工艺对膜电极性能的影响,确定了化学镀铂法制备膜电极的最佳工艺条件:在 Nafion 117 膜的两侧先镀上一层铂,压上碳黑或碳载铂,然后用低浓度的与氯铂酸等浓度的肼溶液化学镀铂.

4.期刊论文 景粉宁.俞红梅.侯明.明平文.衣宝廉.JING Fen-ning.YU Hong-mei.HOU Ming.MING Ping-wen.YIBao-lian 质子交换膜燃料电池膜电极铂担载量分析测定 -电源技术2007,31(4)

膜电极组件(Membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部分,其催化层的铂含量与电池的性能和成本密切相关.通过直接处理MEA的方法得到测试样品,然后用三种方法(石墨炉原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱和极谱分析法)分别测定其铂含量.通过对比三种方法的测试结果和理论计算值,建立了一种准确、方便的膜电极处理和铂担载量测试方法来分析、评价PEMFC的关键材料--MEA.

5.学位论文 石肇元 质子交换膜燃料电池膜电极性能的研究 2006

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量密度、运行温度低和稳定性能好等优点,在航天领域、潜艇、电动车等领域有广泛的应用前景.为使PEMFC能够早日实现商品化生产,各国科研工作者正在致力于相关材料的研究,力图降低PEMFC成本,提高PEMFC的性能. 本文研究了采用1135膜制备膜电极的最佳热压条件以及最佳运行参数.设计和制作了一种新结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极,其特点是催化层和扩散层之间建立水管理层(WML).研究了水管理层的组成和结构对膜电极性能的影响,包括PTFE含量以及分布,碳粉的种类,碳载量；研究了水管理层的制备工艺,包括烧结温度,烧结时间以及甘油的加入.用单体PEMFC的电流密度一电压曲线评价了膜电极在外增湿和不增湿操作条件下的极化特性.实验结果表明,采用优化后条件制备的有水管理层的膜电极,其在不增湿条件下的输出功率达到在外增湿条件下的90﹪左右. 在质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的水管理层中加入造孔剂改善水管理层的孔结构,从而降低气体反应物的扩散传质阻力.本文研究了两种新型造孔剂,分别为低的热分解温度和适中的溶解度的NH<,4>HCO<,3>和具有高的分解温度和高的溶解度的(NH<,4>)<,2>SO<,4>作为造孔剂.实验结果表明,加入适量的

(NH<,4>)<,2>5O<,4>,可使膜电极的输出功率获得提高,尤其是在H<,2>/空气的条件下.在H<,2>/Air操作条件下的最大功率达到了在H<,2>/O<,2>条件下的50﹪左右.环境扫描电镜(ESEM)的测试结果表面,加入造孔剂后水管理层孔结构发生明显变化,孔率和孔径明显增大. 本文研究了催化剂中不同Pt含量对膜电极性能的影响.通过XRD,循环伏安以及膜电极工作性能测试结果表明,采用Pt含量为40﹪制备的膜电极性能略优于Pt含量为20﹪制备的膜电极.

6.期刊论文 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 -电源技术2002,26(4)

通过质子交换膜燃料电池膜电极三种活化工艺即恒流自然活化、恒流强制活化和变流强制活化的对比研究得出:强制活化(包括恒流强制活化和变流强制活化)优于自然活化;在强制活化工艺中,变流强制活化优于恒流强制活化;而且变流强制活化所用的时间相对于恒流强制活化及恒流自然活化 …… 此处隐藏：1911字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……