电动车电池研究进展

采用电动车代替汽车可以彻底根除汽车尾气的污染,开发电动车的核心问题是电池。比较实用的电动车电池有:镍 -金属氢化物 (Ni-MH)蓄电池、金属燃料电池、氢 -氧燃料电池和直接甲醇燃料电池。介绍了这些电池的结构、原理,以及近年来的研究进展和今后的改     

污水厌氧生化处理与微生物燃料电池的结合探讨

文章阐述了厌氧生物处理法和微生物燃料电池的工作原理以及优缺点,从产能和净化的双重角度将两者进行创新性结合,并在此基础上,针对有细菌电池的产电速率和速度低的问题进行了初步研究,考虑了阴极板,即不同的电子接收金属对整个系统的产电效率的影响。     

Polymer Materials for Fuel Cell Membranes ：Sulfonated Poly（ether sulfone） for Universal Fuel Cell Operations

Polymer electrolyte fuel cells （PEFCs） have been spotlighted because they are clean and highly efficient power generation system. Proton exchange membrane fuel cells （PEMFCs）, which use reformate gases or pure H2 for a fuel, have been employed for automotives and residential usages. Also, liquid-feed fuel cells such as direct methanol fuel cell （DMFC） and direct formic acid fuel cell （DFAFC） were studied for portable power generation.     

多堆燃料电池系统温度模型预测控制

针对多堆燃料电池系统各电堆温度的控制问题,提出了一种将阴阳极出口气体温度作为电堆温度修正项的并联式热管理子系统模型,并对多堆燃料电池系统进行热平衡分析。首先,采用模型预测控制方法进行温度控制;然后,应用系统模型辨识的方法建立多个预测模型,通过切换预测模型控制不同工况点的电堆温度过程;最后,设计测试工况进行仿真验证。结果表明：在相应的温度指标下,并联式热管理子系统应用模型预测控制算法能够快速准确地进行多堆燃料电池系统中各电堆的温度控制,并且增加典型工况点的多个预测模型有助于提升控制效果,使得超调量减小,调节时间缩短。     

燃料电池客车动力系统建模与能量管理策略研究

基于ADVISOR进行二次开发,建立了燃料电池客车整车前向仿真模型.基于模糊控制方法制定了能量管理策略;为提升燃料电池耐久性,对模糊控制进行改进,提出改进后的模糊控制能量管理策略.中国典型城市工况下的仿真结果表明,改进后的模糊控制能量管理策略在车辆经济性和燃料电池耐久性方面均优于功率跟随式能量管理策略.     

一种以H2S为燃料的固体氧化物燃料电池

研究了在一个大气压和750～850℃下,具有H2S、(MoS2 NiS Ag)／YSZ／Pt和空气结构的固体氧化物燃料电池的电化学性能,发现升温有助于增强电解质的离子传导性,使电池性能变好．在750℃下,阳极通入H2S、阴极通入空气时,电池的最大电流密度和最大功率密度分别达800mA／cm^2和84mW／cm^2;在850℃下,电池的最大电流密度和功率密度分别达1750mA／cm^2和200mW／cm^2．     

A Mathematic Model of Gas-diffusion Electrodes in Contact with Liquid Electrolytes

A mathematic model is developed which is applied to analyze the main factors that affect electrode performance and to account for the process of reaction and mass transfer in gas-diffusion electrodes in contact with liquid electrolytes. Electrochemical Thiele modulus φ^2 and electrochemical effectiveness factor η are introduced to elucidate the effects of diffusion on electrochemical reaction and utilization of the gas-diffusion electrode. Profile of the reactant along axial direction is discussed, dependence of electrode potential V on current density J, are predicated by means of the newly developed mathematical model.     

质子交换膜燃料电池及其数学模型简述

以氢氧质子交换膜燃料电池为例,阐述了燃料电池的工作以及计算燃料电池动力学的基础数学模型。这个模型包括五个基本的控制方程:质量、动量、组分传递、电荷和能量方程以及各物理化学属性之间的关系。     

燃料电池的关键技术

 以燃料电池技术链为主线,叙述燃料电池关键材料与部件、电堆、系统存在的问题、发展现状与研究热点。关键材料包括催化剂、离子交换膜、气体扩散层;电堆关键部件包括膜电极组件、双极板等;系统部件包括空压机、增湿器、氢回流泵、氢瓶等。关键材料与部件的成本与耐久性是燃料电池汽车实现商业化的基础。中国燃料电池部分技术指标已经达到或超过全球同类商品的水平,需要鼓励产业大力投入,建立批量生产线,促进中国燃料电池技术进步。     

微生物燃料电池中盐桥连接的探讨

文章介绍了微生物燃料电池(MFC)的结构,对原有的通过质子交换膜连接的结构进行改良,并且对分体式微生物燃料电池的盐桥了进行研究,分析盐桥的孔径对整个微生物燃料电池体系产能和清洁2个方面的影响.实验结果证明了盐桥用于MFC降解污水是可行的,并且其截面积的增加对系统的产电和COD的降解均有促进作用.     

Modeling and Experimental Study of PEM Fuel Cell Transient Response for Automotive Applications

This paper presents an analysis of the dynamic response of a low pressure proton exchange membrane (PEM) fuel cell stack to step changes in load, which are characteristic of automotive fuel cell system applications. The goal is a better understanding of the electrical and electrochemical processes when accounting for the characteristic cell voltage response during transients. The analysis and experiment are based on a low pressure 5 kW proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack, which is similar to those used in several of Tsinghua's fuel cell buses. The experimental results provide an effective improvement reference for the power train control scheme of the fuel cell buses in Olympic demonstration in Beijing 2008.     

中温固体氧化物燃料电池性能的初步研究

本文初步研究了一种新型中温固体氧化物燃料电池的性能,包括工作温度、功率输出特性以及电池的稳定性等,试验结果表明,制备的PEN单电池可以在500～600℃的温度下工作,开路电压(OCV)达O.8～1.0V,电池输出功率密度可达0.1W/cm2。升高温度可以提高电池性能,同时又降低了电池的稳定性,较合适的工作温度为550℃左右。     

薄型金属流场板燃料电池性能研究

对某金属流场板燃料电池进行性能试验,通过与某石墨流场板燃料电池在燃料电池效率和单电池平均电压等性能上的对比,对该电堆的整体性能进行了评价.同时对该金属流场板燃料电池进行了100 h振动可靠性试验,振动后通过对单电池电压的分析,发现该金属流场板燃料电池单电池一致性下降,每次振动后极化特性试验中单电池电压最大值出现的位置并无明显规律,而单电池电压最小值出现的位置为燃料电池的末端.     

阳极支撑型固体氧化物燃料电池电化学数值分析

根据阳极支撑平板型固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的工作原理,建立了SOFC的三维热流电化学模型,研究燃料电池进气方式、进气速率、燃料气组成对其温度场、燃料利用率以及电池性能的影响.结果表明,相比于反向进气方式,采用同向进气,电池温度分布更均匀,热应力更小;适当提高阴极侧空气进气速率会降低电池平均温度和热应力,同时也有利于提高电池功率密度和燃料利用率;增加燃料气的进气摩尔分数,反应速率、系统温度梯度和功率密度随之加大,由于温度梯度的增大最终导致热应力增加.     

镍在熔融碳酸盐中的氧化行为

利用循环伏安、Ｘ射线衍射以及Ｘ射线光电子能谱等方法研究了镍电极在熔融碳酸盐中的氧化行为以及温度、气氛对其氧化行为的影响。     

Process modeling of fuel cell vehicle power system

Constructed here is a mathematic model of PEM Fuel Cell Vehicle Power System which is composed of fuel supply model, fuel cell stack model and water-heat management model. The model was developed by Matlab/Simulink to evaluate how the major operating variables affect the output performances. It shows that the constructed model can represent characteristics of the power system closely by comparing modeling results with experimental data, and it can be used in the study and design of fuel cell vehicle power system. Supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2007AA05Z145), State Key Development Program for Basic Research of China (Grant No. 2007cb209707) and Shanghai Science and Technology Project (Grant Nos. 06SN07115 and 07JC14024)     

直接甲醇燃料电池测控系统的研制

根据直接甲醇燃料电池性能测试和运行工艺参数的需要,设计了在线实时监控系统,硬件采用瑞博华公司的数据采集器AD8201用于实时的监测电池系统的运行参数和性能,通过开关量控制甲醇热压的加热设备,来稳定电池的运行温度,测量的具体参数有电流、电压和温度,并用二维视图显示在计算机屏幕上,软件采用VB设计实现。     

微生物燃料电池处理特征有机物和有机废水的研究进展

近几年,集产能和有机物去除为一体的微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)得到了快速的发展。重点综述了MFC对各种易代谢物质、实际废水和难降解有机物的处理情况。     

电化学增强催化的研究进展

电化学增强催化(EPOC)通过电化学方式可在线控制化学反应进程,施加较小的电流或电势可以引起催化反应速率、产物产率或选择性有显著的变化,是近30年来电化学领域最令人激动的发现,对催化和电化学具有重大影响。本研究综述EPOC机理、研究应用进展,建议进一步研究EPOC的方向和技术路线。研究了EPOC型燃料电池堆反应器(MEPR),探索其传递特性、调控机制,有望获得基础性、前瞻性、战略性的科技成果。随着燃料电池的发展,催化膜成本将进一步降低,催化效率将显著提高,这种新型反应器最终将能满足工业规模化生产要求。