直接甲醇燃料電池-wenkub.com
2025-01-03 18:19 本頁(yè)面
【正文】 直接甲醇燃料電池技術(shù)發(fā)展近況及應(yīng)用。 直接甲醇燃料電池關(guān)鍵材料與技術(shù) 。直接甲醇燃料電池關(guān)鍵材料與技術(shù)。 5 展望 直接甲醇燃料電池汽車(chē)技術(shù)最近幾年有了很大提高 , 其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在不需要對(duì)燃料進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。目前 , 日產(chǎn)在其工廠內(nèi)使用裝有 Oorja燃料電池的拖車(chē)運(yùn)送零部件及其他材料。 日本鈴木將在第四十一屆東京車(chē)展展出甲醇燃料電池驅(qū)動(dòng)的 M IO輪椅車(chē)等全新概念車(chē)型。甲醇燃料電池 Dynario的尺寸為 150 21 74. 5mm, 重量也達(dá)到了 280 g,并配備了 50 mL的甲醇燃料瓶 , 讓用戶(hù)輕松攜帶。 口便攜式設(shè)備。包括加拿大、中國(guó)、日本和英國(guó)在內(nèi)的全球許多國(guó)家已該乘客限制納入各自的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根 Frostamp。M ob ion技術(shù)可減少在甲醇燃料電池中甲醇的用量 , 使得甲醇的使用效率達(dá)到100%。 4． 2 DMFC水管理系統(tǒng)方面的研究進(jìn)展 MT I微燃料電池公司是獲獎(jiǎng)的 Mob ion微型燃料電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)者 , 并且是機(jī)械科技公司的一家子公司 , 該公司在日本東京的第四屆國(guó)際氫和燃料電池博覽會(huì)上推出用于數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)的燃料電池新原型機(jī) ) ) ) 燃料電池充電器 ( Mob ion) 。 美國(guó) U ltraCell公司成立于 2022年 , 總部設(shè)在加州 , 主要研發(fā)制造應(yīng)用于便攜式設(shè)備的完整微燃料電池系統(tǒng)。 M ob ion電源產(chǎn)品可替代鋰離子電池以及其它類(lèi)似的可充電系統(tǒng) , 它比現(xiàn)有的電池技術(shù)可延長(zhǎng)兩倍的電池的運(yùn)行時(shí)間。 Po lyFue l提供便攜產(chǎn)品中甲醇燃料電池的 /心臟 0) ) ) 薄膜產(chǎn)品。 加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司是世界上最早從事燃料電池技術(shù)研發(fā)公司 , 巴拉德公司在汽車(chē)燃料電池研制方面處于世界領(lǐng)先地位。 膜行改性 , 在降低甲醇滲透率的同時(shí)都不約而同地降低的質(zhì)子傳導(dǎo)率 , 這對(duì)提高電池效率是極為不利的。要得到最大的電池效率 , 就需要在甲醇滲透率和質(zhì)子傳導(dǎo)率之間找到一個(gè)平衡值 , 或者可以選擇更合適的電解質(zhì)膜來(lái)進(jìn)行 layerbylayer 的組裝 , 使質(zhì)子傳導(dǎo)率的降低減小到最小程度。 膜 , 因此也不容易滲透。 圖 3 表示了此復(fù)合質(zhì)子交換膜阻止甲醇滲透的原理。 Jiang 等使用 layerbylayer ( LbL) 方法制備基于 Nafio n210。 膜內(nèi) , 這樣 , 從陽(yáng)極滲透過(guò)來(lái)的甲醇就在 Nafion 210。PFA 復(fù)合膜質(zhì)子傳導(dǎo)率下降了約 26% , 但是由于其降低了接近 3 倍的甲醇滲透率 , Nafio n210。 PFA 復(fù)合膜在室溫下的甲醇滲透率為 1. 72 10 6 mol/ min cm, 質(zhì)子傳導(dǎo)率為 70. 4 mS/ cm。當(dāng) PtRu/Naf ion210。 膜中添加 PtRu 顆粒。 Miyake 等向 N af ion210。 3． 1． 2 Naf ion210。 膜的主要手段是通過(guò)改變 Naf ion210。 膜的面 , 增加膜表面的粗糙度 , 增大了催化劑和電解質(zhì)的接 觸面積 , 提高了催化效率 , 同時(shí)縮小了 Nafion210。 膜中的親水區(qū) , 對(duì)疏水區(qū)則沒(méi)有影響 , 而甲醇在膜中的滲透主要是通過(guò)親水區(qū)進(jìn)行 , 如此便達(dá)到了降低甲醇滲透率的作用。 膜的物理改性方法 Hobson 等 [ 3] 使用低能電子束 ( Low do seelect ron beam, EB) 處理 Naf ion210。因此 , 對(duì) Naf ion210。膜的結(jié)構(gòu)中含有碳氟主鏈形成的一定晶相的疏水區(qū)、氟化醚支鏈區(qū)以及磺酸離子簇區(qū) , 這些區(qū)域通過(guò)水分子相互連接成輸送質(zhì)子及一些小分子的通道。 目前普遍使用的甲醇電池質(zhì)子交換膜為杜邦公司開(kāi)發(fā)出的 Nafio210。如果解決了甲醇滲透的問(wèn)題 , 那么就能使用較高的甲醇濃度 , 從而獲得更高的有效電壓。 DMFC 的核心部分為位于電池中心的質(zhì)子交換膜 ( PEM) , 膜兩側(cè)為微孔性催化電極。電極是燃料( 燃料 ) 和氧化劑 ( 主要是氧氣 ) 進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所 , 膜 起到傳導(dǎo)質(zhì)子、阻止電子傳導(dǎo)和防止陰、陽(yáng)極區(qū)反應(yīng)物混合的作用。在溶膠中加入炭黑 , 隨后過(guò)濾、洗滌、 N2 干燥得到平均粒徑 117nm 的碳載催化 劑。多組分催化劑也可用浸漬法制備 , 用炭黑浸漬混合金屬鹽溶液 [ 13] , 或以 Pt / C催化劑為起始催化劑 , 逐個(gè)組分浸漬 , 常用的還原劑還有甲酸鈉、 NaBH H2 等 Watamabe 用雙氧水氧化鉑和釕金屬鹽 , 形成 PtO2 和 RuO2 的溶膠 , 然后用炭黑浸漬 , 在水溶液中還原或在不同的氣氛下焙燒 , 得到平均直徑 3~ 4mm 顆粒 , 且炭黑保持很高的比表面積。浸漬法與共沉淀法是制備負(fù)載型金屬催化劑的常用方法 , 尤其對(duì)貴金屬催化劑 , 可以在負(fù)載量低的情況下達(dá)到金屬的均勻分布 , 載體也可改善催化劑的傳熱性 , 防止金屬顆粒的燒結(jié)等。 DMFC 中陽(yáng)極鉑的負(fù)載量遠(yuǎn)高于聚合物膜燃料電池 ( PEMFC) , 因此降低鉑的負(fù)載量是 DMFC 研究的一個(gè)重要方面。盡管?chē)?guó)外已有商品 PtRu 催化劑出售 , 然對(duì)其結(jié)構(gòu)及其與活性的關(guān)系還不太清楚 , 而且有些結(jié)論是相互矛盾的。質(zhì)子和電子 在陽(yáng)極電催化劑上經(jīng)陽(yáng)極半反應(yīng)而產(chǎn)生 , 質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子膜傳遞至陰極 , 而電子可以通過(guò)碳紙傳遞。將甲醇和水混合物送至 DMFC 的多孔陽(yáng)極區(qū)域 , 甲醇直接電催化氧化生成二氧化碳 , 并釋放出質(zhì)子和電子 : CH3OH+ H2O→ CO2↑ + 6H+ + 6e ( 1) 在陰極上氧氣被還原生成水 : 3/ 2O2+ 6e + 6H+ → 3H2O ( 2) 電池的總反應(yīng)是 : CH3OH+ 3/ 2O2→ CO2↑ + H2O ( 3) 2直接甲醇燃料電池陽(yáng)極電催化劑材料 在 DMFCs 中 , 對(duì)陽(yáng)極電催化劑材料有 3 個(gè)基本要求 : 活性、穩(wěn)定性、質(zhì)子和電子導(dǎo)電性。 直接甲 醇燃料電池 ( Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) , 顧名思義 , 可直接用甲醇作原料 , 無(wú)須中間重整或轉(zhuǎn)化裝置 , 因此具有體積小 , 重量輕 , 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 燃料來(lái)源豐富 , 價(jià)格低廉 , 儲(chǔ)存攜帶方便等優(yōu)點(diǎn) , 是目前各國(guó)政府優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)之一。 1 直接甲醇顏料電池的基本定義 燃料電池 ( Fuel Cell,
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