国家自然科学基金(50528404)
- 作品数：16 被引量：36H指数：5
- 相关作者：王新东刘桂成王同涛王一拓叶锋更多>>
- 相关机构：北京科技大学丹麦技术大学北京有色金属研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- 液体进料直接甲醇燃料电池工况的匹配及优化被引量：5
- 2012年
- 研究阴极氧气加湿、预热及电池放置方式对直接甲醇燃料电池(DMFC)性能的影响。电化学阻抗谱(EIS)测试结果显示:氧气加湿使电池内阻降低10.3%,改善了低温运行时的电池性能;在较高温度下,氧气加湿导致阴极出现水淹,降低了电池性能;氧气预热在保证阴极温度平衡的同时,避免了产物水分遇冷凝结,改善了阴极的传质性能,电池的功率密度在55℃时从46.70 mW/cm2提高到52.48 mW/cm2;运行温度越高,氧气预热对性能的改善越显著。设计了4种进料方式,其中垂直进料方式使CO2最易排出、甲醇渗透最少,甲醇流速较低时可得到最高的功率密度(54.13 mW/cm2)。
- 刘桂成张浩王一拓王新东
- 放电电流密度对DMFC交流阻抗的影响被引量：2
- 2012年
- 测试了膜电极组件(MEA)在不同工作电流密度(J)下的交流阻抗谱,并用等效电路L1R1(CR2)[QR3(L2R4)]进行拟合。内阻变化最平缓,先减小,后略微增大,变化幅度小于初始值的10%;阴极法拉第阻抗随着电流密度的增大而减小,当J>1.00 A/cm2时,产生的水膜导致三相界面减少后,该阻抗又增大;阳极反应的法拉第阻抗变化最显著,随着电流密度的增大而骤降,证明阳极反应阻抗取决于过电势;过电势不断增大,放电电流增加,导致催化剂表面的吸附物减少,使得阴极双电层电容特性不断增大,体现阳极反应中间物电催化性能的法拉第阻抗和弛豫现象的电感均降低。
- 刘桂成田哲王一拓王新东
- 关键词：直接甲醇燃料电池电流密度交流阻抗
- 泡沫镍载钌催化硼氢化钠水解制氢被引量：6
- 2008年
- 应用化学镀法制备泡沫镍载钌(Ru)催化剂,以其用于燃料电池硼氢化钠(NaBH4)水解即时供氢.该催化剂具有稳定高效的活性和稳定性能,而泡沫镍的预处理是一重要步骤.研究了制氢过程中NaBH4浓度、反应温度及使用次数对产氢速率的影响.结果表明:产氢速率随温度的升高快速上升,当反应温度从15℃升高到60℃,产氢速率增加了十几倍;在NaBH4浓度为20%的3%NaOH溶液中,使用载Ru量为3%的催化剂,于23.5℃常压下,水解NaBH4,其产氢速率达到0.784 mL.s-1.g-1.这种容易制备的催化剂在多次使用后仍显示出较高的活性.
- 程杰叶锋王同涛李晶晶王永亮王新东
- 关键词：NABH4制氢
- 直接甲醇燃料电池运行参数的研究
- 2009年
- 以载量均为4 mg/cm2的Pt-Ru黑和Pt黑分别为阳极、阴极催化剂,以碳布为扩散层,以Nafion115为质子交换膜,制备膜电极,组装直接甲醇燃料电池并通过恒电位法和交流阻抗法分别测试性能和阻抗.研究考察了各种工艺参数对电池电化学性能的影响,得出55℃下最佳工艺参数为:甲醇浓度为1.5 mol/L、流量为1.5mL/min时阳极反应达到最优,氧气压力在0.3 MPa、流量在800 mL/min时阴极反应达到最佳.
- 刘桂成王同涛马傲冬王新东叶锋
- 关键词：直接甲醇燃料电池电化学性能膜电极
- DMFC阳极催化层结构优化研究
- 2009年
- 直接甲醇燃料电池阳极催化层是甲醇电化学氧化的场所,并承担着将甲醇氧化成的二氧化碳排出的作用,因此提高直接甲醇燃料电池阳极的性能对于整体性能的提高有着至关重要的作用.该文采用喷雾法制备了膜电极,并在阳极催化层中加入了不同含量的NH4HCO3作为阳极造孔剂,用以改变阳极催化层的微结构.实验结果表明,阳极催化层加入造孔剂后性能比未加入造孔剂有很大提高,加入造孔剂的量为50%时性能最好,最高性能从未加入造孔剂的111 mW/cm2提高到156 mW/cm2.SEM表明,加入造孔剂后阳极表面的空隙率提高,这有助于传质的增加和二氧化碳的排出.
- 王同涛叶锋方勇刘桂成王新东
- 关键词：阳极催化层膜电极
- 直接甲醇燃料电池膜电极稳定性的研究
- 2012年
- 直接甲醇燃料电池(DMFC)运行过程中膜电极的稳定性是其商业化的关键问题之一。采用加热喷雾法制备膜电极并对其稳定性进行研究。结果表明,膜电极的电池性能经过连续极化后略有下降,但下降幅度不大,电压衰减速率仅1.0mV/h左右;经过25h恒电流放电,欧姆阻抗和传质阻抗都呈上升趋势,说明电池的欧姆极化损失加大、传质阻力上升。SEM测试结果表明,经过长时间恒电流放电后,膜电极催化层与电解质膜、扩散层及催化层等之间发生剥离,造成传质阻力上升和膜电极结构破坏,使电池性能衰退。循环伏安测试结果表明,经长时间放电运行后,阳极和阴极的氢脱附峰的积分面积减小,说明膜电极阴阳极催化层的电化学活性表面积降低。
- 王同涛林才顺
- 关键词：膜电极稳定性
- 微型直接甲醇燃料电池的研究进展
- 2012年
- 介绍了微型直接甲醇燃料电池(μDMFC)用膜电极组件(MEA)的特殊改性,以克服燃料和氧化物低流通性及阴极结构性水淹的问题;介绍了μDMFC的原料储存供应、集电板加工和堆体设计的进展;对μDMFC的发展和改进进行了展望。
- 王一拓刘桂成王萌王新东
- 关键词：水管理
- 非水合质子导电膜材料的研究与应用被引量：5
- 2007年
- 质子传导和质子导电材料在电池、电化学传感器、水／蒸汽电解以及生物系统中起着越来越重要的作用。质子导体是近年来材料科学和技术领域中发展较为迅速的学科。质子传导机理及其材料的研究涉及物理、化学和材料科学等领域。新型质子导电材料研究将促进能源的高效利用和环境保护，为发展新一代更有效、更环保的能源技术（燃料电池）提供了可能。
- 王新东李建玲朱中正苗睿瑛王同涛李庆峰
- 关键词：膜材料水合电化学传感器能源技术燃料电池
- 直接甲醇燃料电池稳定性的初步研究被引量：1
- 2012年
- 在0.4 V的恒电位模式下进行了90 h的直接甲醇燃料电池(DMFC)稳定性测试,电池性能衰减率为94.63%。采用三电极技术对电极电位进行实时监测。随着电流密度的减小,阴极过电位减小、阳极过电位增加,电池性能的衰减主要来自阳极性能的损失。结合电化学阻抗谱(EIS)及等效电路,对MEA性能的衰减机理进行了解析,并从MEA关键材料的结构变化进行了验证。MEA微结构的变化,导致电池内阻增大了3.19倍,主要表现为阳极扩散层的剥离及微孔层中碳粉的脱落;阳极催化层结构的瓦解导致阳极电化学反应的法拉第阻抗显著增大。
- 刘桂成姜颖蒋钜明王新东
- 关键词：稳定性交流阻抗
- 直接甲醇燃料电池运行参数的研究
- 以载量均为4mg/cm的Pt-Ru黑和Pt黑分别为阳极、阴极催化剂,以碳布为扩散层,以Nafion115为质子交换膜,制备膜电极,组装直接甲醇燃料电池并通过恒电位法和交流阻抗法分别测试性能和阻抗。本文考察了各种工艺参数对...
- 刘桂成王同涛马傲冬王新东叶锋
- 关键词：直接甲醇燃料电池电化学性能膜电极
- 文献传递
