浦鸿汀
,
崔春涛
高分子材料科学与工程
模拟了质子在质子交换膜中的输送过程.通过构造新模型,研究了质子数等因素对质子在质子交换膜中输送过程的影响.有实验资料表明质子在膜中的大多数输送是链段运动和质子跃迁双重作用的结果,利用模拟参数本文将输送的质子数表征为链段运动和质子跃迁两项和的形式.随着质子浓度的增加,质子输送数随之增加,达一定值后又随之下降.同时质子输送数随着链段长度、链数、总链段浓度等的增加而增加.而随着链段运动恢复时间的相对增加,质子的跃迁数略有下降.此外,随链容纳质子数的增加,可运动质子数随之增加,达一定值后渐达平衡值.这些结论与文献报道的实验结果基本相符.
关键词:
质子交换膜
,
模拟
,
质子
,
输送
顾爽
,
贺高红
,
吴雪梅
,
林畅
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2005.05.019
由于当前所使用的质子交换膜材料存在成本高、无法高温操作和不够环保等缺点,开发新型的成本低、性能高的质子交换膜越来越引起人们的重视.对于新型质子交换膜的研制主要体现在两个方面,一个是对于全氟磺酸型膜的改进和增强,包括加入支撑材料或掺杂增强材料等方法;另一个是彻底抛开全氟树脂,开发新型的质子交换膜材料,其中包括直接磺化、直接聚合、接枝、掺杂等制备方法.简要评述了这些方法的优缺点和这些膜材料的性能,并附以实例说明.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
制备
,
改性
叶芳
,
陈峰
,
郭航
,
马重芳
,
王朝阳
工程热物理学报
本文提出了一个质子交换膜燃料电池的膜和阴极催化层的一维非稳态数学模型,模型考虑了电化学反应及反应中的传质过程.本文结合算例分析了燃料电池膜及阴极催化层的性能,结果能验证燃料电池内阻理论.论文结果表明:(1)随着输出电流密度的增大,氧浓度分布不均匀性增大;(2)阴极催化层厚度减小,可提高电池输出电压;(3)电池进口处氧气摩尔浓度增大,可增加电池的输出电压.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
阴极催化层
,
数值模拟
周道武
,
李海滨
,
谢强
,
邸志岗
,
陈小晶
材料导报
采用溶胶-凝胶法制备P2O5/SiO2溶胶与P2O5/SiO2粉末,之后分别与磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合,制得无机/有机复合质子交换膜并研究了两种膜的形貌、力学性能以及质子电导率.与纯SPEEK膜相比,P2O5/SiO2无机成分的引入能显著改善复合膜的质子导电性能.同时,P2O5/SiO2的不同引入方式导致复合膜具有不同的结构,进而引起复合膜力学性能与质子导电性能上的差异.在所制备的无机/有机复合膜中,含有40％ P2O5/SiO2(质量分数)粉末的复合膜的质子电导率达到1.6×10-2 S/cm,其所组装的单电池的开路电压为0.95V,峰值功率密度达到446 mW/cm2.
关键词:
P2O5/SiO2
,
无机/有机
,
质子交换膜
,
溶胶-凝胶
,
燃料电池
许乐波
,
郭强
材料导报
概述了近几年来燃料电池用磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜的研究进展,分别从聚醚醚酮(PEEK)磺化制备SPEEK、SPEEK薄膜的制备和改性SPEEK薄膜等几个方面总结了SPEEK质子交换膜的研究结果,并分析展望了研究工作的发展趋势.
关键词:
燃料电池
,
聚醚醚酮
,
磺化聚醚醚酮
,
质子交换膜
张高文
,
周震涛
高分子材料科学与工程
以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,通过溶胶-凝胶法制得SPEEK/SiO<,2>/PwA复合质子交换膜,采用红外光谱、扫描电镜、交流阻抗和热重分析等方法研究了复合膜的结构与性能.结果表明,无机粒子均匀地分散在聚合物基体中,其粒径不超过70 nm.SiO<,2>与SPEEK之间的共价交联使复合膜的甲醇渗透率和溶胀度明显降低,热稳定性也得到提高.同时磷钨酸(PWA)的掺入又赋予膜较高的质子传导性能.在此基础上可制备具有高质子传导和高阻醇性能的复合质子交换膜.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
质子交换膜
,
磺化聚醚醚酮
,
二氧化硅
,
磷钨酸
鲁伊恒
,
徐国财
,
李寒旭
,
吕玉卫
高分子材料科学与工程
研究了在80℃下3%过氧化氢水溶液对质子交换膜氧化作用后的热稳定性及热降解动力学.利用热重分析在氮气气氛、升温速率分别为5℃/min、10℃/min 和20℃/min条件下,采用Kissinger、Flynn-Wall-Wall-Ozawa、Friedman和Modified Coats-Redfem方法对膜氧化后的非等温动力学数据进行了分析.TG-DTG曲线显示氧化后质子交换膜分解率达到5%时,最低热降解温度为287.8℃,热分解过程经历两个阶段,第一和第二阶段热分解区间分别在300℃～404℃和374℃～586℃.采用不同方法的计算结果显示第一阶段的平均表观活化能约为177.5 kJ/mol,第二阶段的平均表观活化能约为242.4 kJ/mol.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
过氧化氢
,
热分解动力学
杨乐斌
,
沈杭燕
,
舒康颖
材料导报
膜电极三合一组件(MEA)是质子交换膜燃料电池的核心部分,MEA主要包括质子交换膜、催化剂层、气体扩散层.为了提高电池的性能,各国研究者对MEA的组件材料进行了全面的研究.分别从质子交换膜、催化剂层、气体扩散层3个部分综述了近几年来膜电极组件的研究发展.
关键词:
燃料电池
,
质子交换膜
,
催化剂层
,
气体扩散层
,
膜电极组件
孙红
,
吴玉厚
,
刘洪潭
工程热物理学报
水和热的管理对PEM燃料电池的性能具有决定性的作用.本文建立了一个两相流模型,对PEM燃料电池换质子交换膜和阴极中的水分和温度进行了模拟,分析了燃料电池阴极中液态水和质子交换膜中水分,以及阴极催化剂层和质子交换膜中温度的分布状态.模拟结果显示:升高加湿温度,电池阴极中的液态水和质子交换膜中的含水量显著增加;沿着气体流动方向,燃料电池内的温度降低,水分含量升高;从质子交换膜阳极侧到阴极催化剂层中,温度先升高,达到最大值后,渐渐降低.
关键词:
质子交换膜
,
燃料电池
,
数学模型
,
水和热管理
叶芳
,
徐榕
,
郭航
,
马重芳
,
汪茂海
工程热物理学报
本文提出一个针对直接甲醇燃料电池膜及阴极的二维、多组分稳态数学模型.模型根据直接甲醇膜燃料电池膜及阴极运行工况特性,考虑质量、动量、组分守恒以及电池中的电化学过程而建立,并应用了计算流体动力学(CFD)技术.模拟结果表明传质对直接甲醇燃料电池的性能影响很大;本文还进行了直接甲醇燃料电池阴极水管理的初步探讨.
关键词:
燃料电池
,
直接甲醇
,
阴极
,
质子交换膜
,
数值模拟
