燃料電池及在大連化物所的發(fā)展(編輯修改稿)
2025-07-23 11:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2 650~700176。C 凈化煤氣天然氣重整氣 空氣 正在進行現(xiàn)場實驗，需延長壽命 區(qū)域性供電固體氧化物 氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯 O2 900~1000176。C 凈化煤氣天然氣 空氣 電池結(jié)構(gòu)選擇，開發(fā)廉價制備技術(shù) 區(qū)域供電，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 二．燃料電池在化物所的進展 1．概述 七十年代，在朱葆琳先生和袁權(quán)院士的領(lǐng)導(dǎo)下，歷經(jīng)十年的奮斗，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研制成功了兩種型號（A型和B型）航天用，靜態(tài)排水，石棉膜型H2O2堿性燃料電池[2]。A型用液氫、液氧作燃料和氧化劑，帶有水的回收和凈化分系統(tǒng)。B型以N2H4在線分解產(chǎn)生的N2H2混合氣作燃料和液氧作氧化劑。這兩種型號的堿性燃料電池外貌見圖4，圖5。并均通過航天環(huán)境模擬實驗。 與此同時，還組裝了10kW和20kW以肼分解氣為燃料的自由介質(zhì)型電池組，進行了電池組性能的研究?！ “耸甏薪悠呶骞リP(guān)任務(wù)，研制堿性、水下用千瓦級氫氧燃料電池系統(tǒng)，并通過專家組的驗收[3]。 九十年代，由于燃料電池發(fā)電具有高效、環(huán)境友好的特點，適應(yīng)人類持續(xù)發(fā)展的需要，因此燃料電池的研究、開發(fā)、試用進入一個新的高潮，我所在86中科院和國家科技部的資助下，對各種類型燃料電池在70、80年代技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，進行了全面的研究、開發(fā)和試用。 1）承擔的863任務(wù)百瓦級再生氫氧燃料電池已通過專家組驗收，結(jié)論為研制成功我國首臺再生氫氧燃料電池系統(tǒng)?！?）承擔的九五攻關(guān)熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）關(guān)鍵材料、部件與電池組研制任務(wù)，在LiAlO2(偏鋁酸鋰)粉料，制膜方面已取得了突破性進展，已具備小批量生產(chǎn)能力。已組裝了90W、150W、300WMCFC電池組，正在準備組裝2kWMCFC電池組。已申請了7項專利。 3）與安徵天成公司共建的直接醇類燃料電池實驗室，在適于直接醇類電池應(yīng)用的膜電極三合一（MEA）制備技術(shù)方面，尤其是電極結(jié)構(gòu)已取得了重大進展，單池性能已達國際公開報導(dǎo)的水平。正在進行電催化劑與電池組結(jié)構(gòu)攻關(guān)。已申請專利2件。 4）固體氧化物燃料電池（SPFC）研究重點是中溫SOFC，在薄膜（5～10μm）氧化釔穩(wěn)定氧鋯（YSZ）制備技術(shù)方面已取得突破；。并正在開展鈣鈦礦型新型電解質(zhì)新料研究。已申請3項專利?！?．質(zhì)子交換膜燃料電池進展 a) 原理 質(zhì)子交換膜型燃料電池以全氟磺酸型固體聚合物為電解質(zhì)，鉑/碳或鉑釕/碳為電催化劑，氫或凈化重整氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，帶有氣體流動通道的石墨或表面改性的金屬板為雙極板。圖6為質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理示意圖。 質(zhì)子交換膜型燃料電池中的電極反應(yīng)類同于其它酸性電解質(zhì)燃料電池。陽極催化層中的氫氣在催化劑作用下發(fā)生電極反應(yīng) H2 → 2H+ + 2e 該電極反應(yīng)產(chǎn)生的電子經(jīng)外電路到達陰極，氫離子則經(jīng)電解質(zhì)膜到達陰極。氧氣與氫離子及電子在陰極發(fā)生反應(yīng)生成水 1/2 O2 + 2H+ +2e → H2O 生成的水不稀釋電解質(zhì)，而是通過電極隨反應(yīng)尾氣排出。 由圖6可知，構(gòu)成質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵材料與部件
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