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质子交换膜燃料电池双极板的材料与制备 被引量:45
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作者 张海峰 衣宝廉 +2 位作者 侯明 乔凤桐 张华民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期129-133,共5页
双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且影响电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。目前主要集中在金属板和石墨板两种材料上,而这两种材料各有优缺点。综述了各种双极板制备方法及处理方法,提出复合双极... 双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且影响电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。目前主要集中在金属板和石墨板两种材料上,而这两种材料各有优缺点。综述了各种双极板制备方法及处理方法,提出复合双极板将是未来发展的方向。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 双极板材料 制备 金属板 石墨板
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燃料电池用质子交换膜的研究进展 被引量:23
2
作者 于景荣 邢丹敏 +2 位作者 刘富强 刘建国 衣宝廉 《电化学》 CAS CSCD 2001年第4期385-395,共11页
质子交换膜燃料电池 (PEMFC)以质子交换膜 (PEM )作为电解质和隔膜 ,其性能强烈地依靠PEM的性质 .本文分析了PEMFC对PEM的要求 ,对全氟化、部分氟化和非氟化的PEM进行了分类介绍 ,着重讨论了膜的结构、制备。
关键词 质子交换膜燃料电池 质子交换膜 膜结构 电池性能 制备 全氟化PEM 部分氟化PEM 非氟化PEM
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燃料电池用质子交换膜研究进展 被引量:24
3
作者 邢丹敏 杜学忠 +2 位作者 于景荣 韩明 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第B05期171-174,共4页
简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术... 简要介绍了用于质子交换膜燃料电池的质子交换膜的工作原理和性能特点 ;对现有质子交换膜的结构和性能进行了分析和比较 ;阐明了针对作为质子交换膜燃料电池重要组成部分的质子交换膜进行深入研究和开发 ,将推进质子交换膜燃料电池技术的商业化进程。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 质子交换膜 电池性能
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Nafion膜厚度对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量:26
4
作者 于景荣 衣宝廉 +3 位作者 韩明 毕可万 杜学忠 明平文 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期384-386,共3页
采用不同厚度Nafion膜 (Nafion 117,115 ,1135 ,112和 10 1)组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,通过测试电池极化曲线 (U/I) ,研究Nafion膜厚度对PEMFC工作性能、氧气还原反应的电极动力学参数和电池内阻的影响 ,通过线性回归分析不同厚... 采用不同厚度Nafion膜 (Nafion 117,115 ,1135 ,112和 10 1)组装质子交换膜燃料电池 (PEMFC) ,通过测试电池极化曲线 (U/I) ,研究Nafion膜厚度对PEMFC工作性能、氧气还原反应的电极动力学参数和电池内阻的影响 ,通过线性回归分析不同厚度Nafion膜组装PEMFC的内阻计算了Nafion膜材料的电导率。实验结果表明 :( 1)降低电解质膜的厚度将会降低电池的内阻 ,从而有利于提高PEMFC的工作性能 ;( 2 )随着膜厚度的降低 ,U0 值有降低的趋势 ,Tafel斜率b值变化不明显 ;( 3)厚膜组装电池的极化曲线在低电流密度时就偏离了线性 ,其主要原因是质子传质极化引起的 ;( 4 ) 80℃时Nafion膜材料的电导率约为 0 .0 77Ω-1·cm-1。 展开更多
关键词 质子交换膜燃烧电池 质子交换膜 NAFION膜 电池性能 膜电导率
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质子交换膜燃料电池的研究 被引量:10
5
作者 葛善海 衣宝廉 +2 位作者 徐洪峰 韩明 邵志刚 《电化学》 CAS CSCD 1998年第3期299-306,共8页
通过测定电压~电流密度曲线等方法研究质子交换膜燃料电池的电极参数,构造了Ecel=0.7V,I=0.55A/cm2并能够稳定运行的燃料电池.改进电池的电极结构,研究了各种操作条件如温度、压力、增湿情况、尾气流量等对电... 通过测定电压~电流密度曲线等方法研究质子交换膜燃料电池的电极参数,构造了Ecel=0.7V,I=0.55A/cm2并能够稳定运行的燃料电池.改进电池的电极结构,研究了各种操作条件如温度、压力、增湿情况、尾气流量等对电池性能的影响. 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 电极 PEMFC PCMFC
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再铸Nafion膜的制备与应用 被引量:14
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作者 于景荣 衣宝廉 +2 位作者 刘富强 邢丹敏 张华民 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期26-29,42,共5页
采用溶液 -浇铸法用商业化Nafion膜的溶解液制备再铸Nafion膜 ,对再铸Nafion膜进行了氧气渗透系数测试和电池性能评价 ,并与厚度相近的商业化Nafion膜进行比较 ,同时对再铸Nafion膜组装的PEMFC进行了短期稳定性考查 .实验结果表明 :通... 采用溶液 -浇铸法用商业化Nafion膜的溶解液制备再铸Nafion膜 ,对再铸Nafion膜进行了氧气渗透系数测试和电池性能评价 ,并与厚度相近的商业化Nafion膜进行比较 ,同时对再铸Nafion膜组装的PEMFC进行了短期稳定性考查 .实验结果表明 :通过溶液 -浇铸法制备的再铸Nafion膜可以应用于质子交换膜燃料电池 ;再铸Nafion膜的氧气渗透系数和电池性能与商业化Nafion膜相近 ;再铸Nafion膜组装PEMFC在 15 0h之内未见电池性能下降 . 展开更多
关键词 制备 应用 质子交换膜燃料电池 再铸Nafion膜 氧气渗透系数 电池性能
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质子交换膜燃料电池金属双极板表面改性研究进展 被引量:19
7
作者 李伟 李争显 +1 位作者 刘林涛 王浩楠 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期81-89,共9页
双极板是质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的关键部件,对燃料电池的寿命、成本及性能具有重要影响。相比于石墨双极板和碳基复合材料双极板,金属双极板体积小、强度高、导电性能优异,已成为PEMFC双极板的... 双极板是质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的关键部件,对燃料电池的寿命、成本及性能具有重要影响。相比于石墨双极板和碳基复合材料双极板,金属双极板体积小、强度高、导电性能优异,已成为PEMFC双极板的主流材料。然而金属双极板易在PEFMC两极环境中产生腐蚀,且极板表面生成的氧化膜会降低其导电性,严重阻碍了金属双极板的进一步应用。从金属双极板基材选材、涂层结构设计及其性能等方面综述了金属双极板表面改性研究进展,特别探讨了金属双极板金属基涂层(贵金属、金属碳/氮化物、合金等)和碳基涂层(石墨、导电聚合物、无定型碳等)的最新研究成果,从涂层的膜基结合强度、耐蚀性、导电性和疏水性等方面探讨了现有涂层的优劣,涂层结构复合和纳米化有助于提升涂层的致密性,同时可进一步提升涂层导电性和耐蚀性。如何降低金属双极板材料和表面改性成本,提高极板耐蚀性、导电性和可靠性成为双极板研究的趋势,其对PEFMC性能提升和产业化推进具有重大意义。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 金属双极板 表面改性 耐蚀性 氢能源
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温度、湿度对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量:11
8
作者 谢晋 黄允千 《上海海事大学学报》 北大核心 2005年第3期60-63,共4页
简要介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的基本原理,着重分析温度、湿度参数对燃料电池系统性能的影响,探讨控制PEMFC温度、湿度参数的方法,试图找到燃料电池的最佳运行状态。
关键词 质子交换膜 燃料电池 温度 湿度 性能
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质子交换膜燃料电池(PEMFC)的原理及应用 被引量:11
9
作者 梁宝臣 田建华 《天津理工学院学报》 2001年第3期21-24,共4页
简述了质子交换膜燃料电池的工作原理 ;质子交换膜燃料电池是最具商业前景的电动汽车用绿色能源 ,在航天领域、潜艇、电动车、电站等领域具有广泛的应用前途 .
关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极 质子交换膜 工作原理 PEMFC 清洁能源
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直接甲酸燃料电池的优越性 被引量:14
10
作者 陆天虹 唐亚文 +1 位作者 张玲玲 高颖 《电池工业》 CAS 2007年第6期412-414,共3页
分析比较了质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池的特点及存在的问题,讨论了直接甲酸燃料电池的优越性,指出直接甲酸燃料电池具有很大的研究空间;若能解决其存在的一些问题,将会使我国直接甲酸燃料电池的研究处于领先地位。
关键词 燃料电池 直接甲酸燃料电池 质子交换膜燃料电池 直接甲醇燃料电池 优越性 研究
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质子交换膜燃料电池用碳纳米管载铂催化剂的研究 被引量:9
11
作者 朱红 葛奉娟 +2 位作者 康晓红 杨玉国 许韵华 《电化学》 CAS CSCD 2003年第4期445-450,共6页
 采用原位化学还原法制备碳纳米管载铂(Pt/CNTs)和碳粉载铂(Pt/C)催化剂,经透射电镜分析和X射线衍射分析,然后制成电极,组装成质子交换膜燃料电池并进行性能测试。实验结果表明,所制备的两种催化剂,铂粒径均较小(4nm左右),而Pt/CNTs表...  采用原位化学还原法制备碳纳米管载铂(Pt/CNTs)和碳粉载铂(Pt/C)催化剂,经透射电镜分析和X射线衍射分析,然后制成电极,组装成质子交换膜燃料电池并进行性能测试。实验结果表明,所制备的两种催化剂,铂粒径均较小(4nm左右),而Pt/CNTs表现出比Pt/C优越的催化性能。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 碳纳米管载铂 催化剂 碳粉载铂
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质子交换膜燃料电池水、热、气管理 被引量:13
12
作者 崔东周 肖金生 +1 位作者 潘牧 袁润章 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期373-375,共3页
质子交换膜燃料电池的水、热、气管理对其性能和寿命有非常重要的影响。讨论了水、热、气管理的主要措施和它们对电池性能的影响。分析表明 :对质子交换膜燃料电池物理机制认识的不足 ,是水、热、气管理水平较低的原因。应建立质子交换... 质子交换膜燃料电池的水、热、气管理对其性能和寿命有非常重要的影响。讨论了水、热、气管理的主要措施和它们对电池性能的影响。分析表明 :对质子交换膜燃料电池物理机制认识的不足 ,是水、热、气管理水平较低的原因。应建立质子交换膜燃料电池的多尺度、多相、多物理场、动态仿真模型 ,进行分析、模拟和优化 。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 水管理 热管理 气管理
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新型燃料电池用质子交换膜研究进展 被引量:8
13
作者 陈羚 程璇 +2 位作者 彭程 张颖 范钦柏 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期736-740,共5页
传统的全氟磺酸膜Nafion 、Dow质子交换膜、Flemion 等目前在质子交换膜燃料电池中的应用最为广泛 ,但在高温条件下以氢或甲醇作为燃料的燃料电池中 ,其性能受到一定的影响 ,且这类膜价格昂贵 ,不利于推广应用 ,阻碍了燃料电池的商业... 传统的全氟磺酸膜Nafion 、Dow质子交换膜、Flemion 等目前在质子交换膜燃料电池中的应用最为广泛 ,但在高温条件下以氢或甲醇作为燃料的燃料电池中 ,其性能受到一定的影响 ,且这类膜价格昂贵 ,不利于推广应用 ,阻碍了燃料电池的商业化进程。因此 ,开发一种新型的价格低廉、性能良好的膜是推广应用此类电池的关键。本文简要介绍了目前各国研究的应用于高温条件下 (10 0~ 16 0℃ )质子交换膜燃料电池与直接甲醇燃料电池中的新型膜 ,对它们的质子传导率。 展开更多
关键词 燃料电池 质子交换膜 甲醇 性能 质子传导率 甲醇渗透率
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燃料电池用磺化聚苯乙烯膜降解机理及其复合膜的初步研究 被引量:3
14
作者 于景荣 衣宝廉 +4 位作者 邢丹敏 刘富强 张华民 徐青 梁鑫淼 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1792-1796,共5页
对用磺化聚苯乙烯 (PSSA)膜组装的质子交换膜燃料电池 (PEMFC)进行寿命实验 ,通过高效液相色谱分析 PSSA膜电池寿命实验期间阴极和阳极侧的排水量 ,能谱分析电池寿命实验前后 PSSA膜断面 S元素含量的分布 ,红外光谱分析 PSSA膜结构的变... 对用磺化聚苯乙烯 (PSSA)膜组装的质子交换膜燃料电池 (PEMFC)进行寿命实验 ,通过高效液相色谱分析 PSSA膜电池寿命实验期间阴极和阳极侧的排水量 ,能谱分析电池寿命实验前后 PSSA膜断面 S元素含量的分布 ,红外光谱分析 PSSA膜结构的变化 ,根据分析结果推断出 PSSA膜的降解机理 .O2 在阴极还原时产生 H2 O2 中间产物 ,H2 O2 又与电池中微量的金属离子反应产生 HO· 和 HO2 · 等氧化性自由基 ,这些自由基进攻 PSSA膜 α碳上的叔氢而导致膜降解 .膜降解主要发生在电池阴极侧 ,降解过程中苯环和磺酸根同时从 PSSA膜上脱离 .根据 PSSA膜的降解机理设计了 PSSA-Nafion复合膜作为 PEMFC电解质 ,2 5μm厚的 Nafion1 0 1膜位于电池阴极侧 ,该复合膜组装的 PEMFC稳定操作 80 0 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 磺化聚苯乙炮膜 降解机理 高效液相色谱 能谱 红外光谱
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PEMFC膜电极组件(MEA)制备方法的评述 被引量:11
15
作者 马建新 衣宝廉 +2 位作者 俞红梅 侯中军 张华民 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 2004年第5期804-812,共9页
膜电极组件 (MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部件。本文在简述MEA结构的基础上 ,根据MEA制备过程中催化层支撑体不同 ,将目前已有的多种MEA制备方法分为两类制备模式 :以GDL为支撑体和以PEM为支撑体的制备模式。文中对这些制备方法的... 膜电极组件 (MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部件。本文在简述MEA结构的基础上 ,根据MEA制备过程中催化层支撑体不同 ,将目前已有的多种MEA制备方法分为两类制备模式 :以GDL为支撑体和以PEM为支撑体的制备模式。文中对这些制备方法的特点进行了详细评述 ,对MEA制备方法的发展趋势进行了展望 。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极组件 制备方法 结构 PEM
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质子交换膜燃料电池关键材料的研究现状与进展 被引量:15
16
作者 贾双珠 李会勇 +2 位作者 李长安 解田 周静 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期6-10,14,共6页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于具有轻便高效、启动温度低,以及环境友好等优点而广泛应用于现代工业建设的多个领域。本文综述了近年来PEMFC的关键材料催化剂、双极板以及质子交换膜等的制备及性能,提出了其在实际应用中存在的问题和相... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于具有轻便高效、启动温度低,以及环境友好等优点而广泛应用于现代工业建设的多个领域。本文综述了近年来PEMFC的关键材料催化剂、双极板以及质子交换膜等的制备及性能,提出了其在实际应用中存在的问题和相应的改进措施,并展望了其发展方向。 展开更多
关键词 催化剂 双极板 质子交换膜 燃料电池
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质子交换膜燃料电池铂基催化剂研究进展 被引量:12
17
作者 黄龙 徐海超 +3 位作者 荆碧 李秋霞 易伟 孙世刚 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期13-29,共17页
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业... 燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业化PEMFC仍采用铂基纳米材料作为催化剂,其中缺乏低成本、高效的阴极催化剂是限制PEMFC性能提升和成本降低的关键因素之一。本文综述PEMFC催化剂的结构可控制备及其对阴极氧还原反应和膜电极性能的影响,阐述调控催化剂结构提高PEMFC性能的方法,特别是提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极中贵金属用量的研究进展。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 铂基催化剂 催化层 膜电极
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质子交换膜燃料电池核心组件研究进展 被引量:8
18
作者 丁刚强 罗志平 +1 位作者 潘牧 杨绍军 《电池工业》 CAS 2004年第6期305-310,共6页
介绍了质子交换膜燃料电池的组成和各组件在电堆中所起的作用。综述了不同类型质子交换膜的性能和特点;简述了铂系催化剂的研究现状和双极板材料的发展情况;分析了膜电极制备技术和双极板不同流场的设计。预测了质子交换膜燃料电池核心... 介绍了质子交换膜燃料电池的组成和各组件在电堆中所起的作用。综述了不同类型质子交换膜的性能和特点;简述了铂系催化剂的研究现状和双极板材料的发展情况;分析了膜电极制备技术和双极板不同流场的设计。预测了质子交换膜燃料电池核心组件的发展方向和前景。 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 膜电极 双极板 流场
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质子交换膜燃料电池用Nafion/SiO_2复合膜 被引量:6
19
作者 刘永浩 衣宝廉 张华民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期92-94,112,共4页
采用溶胶-凝胶法以TEOS(正硅酸乙酯)和商业化的Nafion115膜为原料制备了Nafion115/SiO2复合膜。在Nafion膜的酸性介质中,TEOS水解聚合得到SiO2以及含有羟基和乙氧基的硅烷混合物,从而形成Nafion115/SiO2复合膜。将Nafion115/SiO2复合膜... 采用溶胶-凝胶法以TEOS(正硅酸乙酯)和商业化的Nafion115膜为原料制备了Nafion115/SiO2复合膜。在Nafion膜的酸性介质中,TEOS水解聚合得到SiO2以及含有羟基和乙氧基的硅烷混合物,从而形成Nafion115/SiO2复合膜。将Nafion115/SiO2复合膜与电极组装成MEA,在110℃和130℃的电池温度下评价电池性能。在电池温度为130℃、操作压力为0.25MPa、电池电压为0.7V时,使用Nafion115/SiO2复合膜得到的电流密度是使用Nafion115膜电流密度的1.9倍。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 Nafion/SiO2复合膜 电池性能
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聚合物质子传导电解质膜的研究进展 被引量:6
20
作者 龚春丽 管蓉 +2 位作者 杨世芳 邹华 陆威 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期42-46,共5页
聚合物质子传导电解质膜(或称质子交换膜)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电解质和隔膜,其性能在很大程度上决定了PEMFC的性能。本文对目前已商业化的全氟磺酸膜和部分氟化膜以及目前正在大力开发的非氟化质子交换膜的状况及研究进展... 聚合物质子传导电解质膜(或称质子交换膜)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电解质和隔膜,其性能在很大程度上决定了PEMFC的性能。本文对目前已商业化的全氟磺酸膜和部分氟化膜以及目前正在大力开发的非氟化质子交换膜的状况及研究进展进行了介绍,并讨论了这些质子交换膜的结构、制备、性能以及它们在燃料电池中的应用。 展开更多
关键词 聚合物质子传导电解质膜 质子交换膜燃料电池 复合膜 电池性能
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