甲醇燃料电池

一种新型的燃料电池的研制在我国获得突破。将它用在笔记本电脑上，使用时间至少可持续5个小时，不必关机更换电池，只要填充甲醇水溶液(甲醇电池盒)，就可以继续使用。将它用来驱动汽车，不仅燃料成本低，还可以做到“零排放”。它的名字叫做“直接甲醇燃料电池”。     

NEC 2004年推出燃料电池笔记本

日本电气公司(NEC)近日宣布，该公司将于2004年推出一种使用燃料电池的笔记本电脑，这种电脑的连续使用时间可达5小时，高于目前使用锂电池的笔记本电脑。NEC研制的上述燃料电池内含一个装有甲醇的容器，电池内发生的化学反应可产生电能。在燃料用尽之后，用户须重新加注甲醇或是更换新的甲醇燃料筒。除NEC外，东芝、索尼、日立和卡西欧等公司也在大力研制燃料电池。     

微型直接甲醇燃料电池流场板内多相流动分析

针对微型直接甲醇燃料电池,运用多孔介质理论建立了微型直接甲醇燃料电池流场板内含电化学反应的、毛细力驱动下的微通道内多相流动的传输模型;计算并分析了流场板内微通道尺寸、功率密度等重要参数对毛细力驱动下微通道中多相流动的传输特性的影响,以及流场板内微通道尺寸对电池性能的影响.结果表明:微通道内液相饱和度随通道宽度和高度的增加而增大,随节距和电池功率密度的增加而减小;电池的功率密度随微通道高度和宽度的增加而增大,随节距和长度的增加而减小.     

直接甲醇燃料电池的单电池实验测试及性能优化

以新型阻醇材料Na2Ti3O7/Nafion复合膜为质子交换膜,利用热压法制备膜电极(MEA),对直接甲醇单电池进行测试.考察了电池温度、阴极加湿温度、甲醇浓度、甲醇流速和空气流速5个参数对直接甲醇燃料电池极化曲线性能的影响.实验结果表明,电池温度对电池性能的影响较为明显,提高电池温度有利于得到较好的电池性能.甲醇浓度对电池性能影响也比较明显,较低甲醇浓度有利于提高电池性能.甲醇流速和空气流速对电池性能的影响较小,阴极加湿温度对电池性能几乎没有影响.通过分析优化,该直接甲醇燃料电池的电池性能最佳工作条件是在80℃情况下,低电流密度工作区采用较低浓度甲醇溶液,高电流密度工作区采用高浓度甲醇溶液.     

熔融碳酸盐燃料电池实验研究

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是第2代燃料电池,工作温度650°C.组装了12cm×10cm的MCFC单体电池,开发了电池的关键材料、烧结及升温程序.电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO2作为电解质支持体,其厚度为0.8mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率50%;阴极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为12μm,孔隙率55%;阳极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为8μm,孔隙率50%.电池的开路电压达到1.10V,电流密度达到120mA/cm2,工作时输出电压为0.65～0.70V,输出功率5～10W.     

引进和吸收

上图是日本爱豊铁工(株)生产的连续煮饭机“炊饭之友系统20”,从洗米到焖饭只需一人操作即可,是理想的快餐生产设备。该机特点是节省空间。它为立体结构,其占地面积与同样能力的直线型连续煮饭机相比,仅为它的1/3。尺寸:宽×长×高(3.800×1.810×2520毫米)。该机充分利用排气热,可节约煤气20%。每小时用冷水可煮140公斤米的饭,煮出的饭柔软膨松,饭粒均匀。     

燃料电池：演绎新型的动力科学“神话”

现在国内外电动汽车的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、锌一空气电池、银锌蓄电池、燃料电池等数种，其中燃料电池是近年来出现的新事物，被许多人认为是一个发展方向，因与其他电池比较，燃料电池具有功率密度高，工作温度低、起动性能好，运动部件少，安全可靠，污染少，噪音低等多项优点。 燃料电池是一种直接将化学能转化为电流的电池，只需氢和氧两种元素，利用这两种元素通过媒介作用转化为电流。氧气可直接以空气中提取，关键是提取氢气的方法。氢气从汽油、甲醇、乙醇等燃料中提取，燃料电池也因此得名。 燃料电池作为现代汽车技术发展的方向，美欧日等发达国家十分重视燃料电池的发展。世界上第一辆燃料电池作动力的轿车是由奔驰汽车公司制造，于1996年5月在德国柏林向公众展示。这款称作“Necar”的轿车不会产生污染物，它向空中排放的是纯水蒸气，不含任何物质，甚至没有二氧化碳，使用甲醇做燃料。而美国的Abl公司开发的燃料电池是使用汽油做燃料的，这种车载燃料电池动力系统是由汽油箱、转化器、燃料电池、电动机组成。其中转化器是将汽油转化为氢气的设备，把汽油加热，直至处于汽化状态，然后输入一个有点火功能的金属反应缸内，在低氧状下通过“不完全燃烧”产生氢，然后将氢输送到燃料电池。由于燃料电池构造复杂，生产成本高昂而无法推广。直至近年进行了一系列改进，燃料电池轿车在价格上与普通轿车相比约高10％-15％，已居有一定发展价值。 近几年，我国已有一些大城市，诸如北京、上海在进行燃料电池车的探索。然而，对燃料电池的研究从未间断。作为一个新兴领域，国外有很多经验和教训可以被我们借鉴和吸取，我们也应结合自身发展把这一领域的研?     

用于直接甲醇燃料电池系统甲醇浓度控制的软测量

为了提高直接甲醇燃料电池燃料的效率,并使该系统微型化,提出了一种用于控制该系统中循环甲醇浓度的软测量算法。该算法利用甲醇浓度对电化学响应的特性,将电堆的电流、电压以及温度作为对浓度的响应参数,将每片电池作为传感原件,准确测量电池的电流、电压和温度。结果表明,采用该算法从实验结果推测值的甲醇浓度误差小于0.40%。该算法可用于微型燃料电池的开发。     

创意街

<正>有超强动力的"盐水"跑车这款速度能达350公里/小时的Quant e-Sportlimousine跑车是用盐水驱动的。这个重2,300公斤的大家伙能在2.8秒内从0速度加到60英里/小时,车内四个功率为920马力(680千瓦)的电动马达由电解液流电池电力系统驱动,工作原理与氢燃料电池相似。它的盐水技术已获得欧洲道路使用许可。开关与插座的结合众所周知,电器不用时最好能将插头拔出来,但很多插座设置在不易靠近的角落。这款单手就能操作的开     

光谱增感染料798的聚集效应与AgBr上的吸附

对用于黑白片感红染料798(3,3′—二羟乙基—5,5′—二甲氧基—9—乙基—噻碳菁氯盐)由记录其吸收光谱,反射光谱,研究了它在甲醇,水及KBr水溶液中的聚集效应和吸附于AgBr表面的吸附态性质.得到在甲醇中以单分子态存在的最大吸收入max为560nm.25℃水溶液中(5×10~(-6)～2.5×10~(-5)5mol/L)存在二聚平衡(λ_D=520nm),二聚平衡常数K(298K)=1.28×10~(-5)(△γG(298K)=27.9kJ)以及△γH(298K)=35.2KJ,△γ(298K)=24.5JK~(-1).25℃的吸附等温线表明798在AgBr上为多层吸附,第一吸附层的饱和吸附量是0.73μmol/g,[按单分子染料单元计算)吸附态的表面反射光谱表明,只在第一层中存在J-聚集状态.     

海外角

世界最薄的卡片式数字照相机日本卡西欧计算机公司向市场推出了一种EXILMEX-S1照相机。该机大小为55mm×88mm×11.3mm，重约85g，是世界上最薄的卡片式超小型数字照相机。其有效像素为12万个，电源系专用的锂离子充电电池。估计该机每台售价为3万日元。以氢为动力的模型“燃料电池汽车”德国H-Tec公司最近研究开发出名为“HyRunner”的以氢为动力模型的“燃料电池汽车”，使燃料电池汽车实用化迈出了一大步。该模型车制氢的充电时间约5min，行走时间约8min。氢和氧的贮藏量各约15cm3，电分解输出为1W，燃料电池输出为500mW。车体大小…     

世界科技窗

能连续使用三千小时的第二代燃料电池最近在日本三菱电机中央研究所试制成功,由东京、大阪、东邦燃气公司共同开发的第二代燃料电池,比第一代燃料电池发电效率提高10％。能连续发电三千小时以上,发电性能稳定。它适用于中小型工厂、大楼等一般小规模的用电设施,主要用于应急大面积照明。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚四亚甲基醚多嵌段共聚物的Mark-Houwink-Sakurada方程

本文采用了四氯乙烷-甲醇和三氯乙烯-庚烷两组具有不同溶解性能的分级体系,利用交叉分级方法对聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚四亚甲基醚多嵌段共聚物(PET-PTMG)进行分级。测定了各级分的数均分子量,在氯仿溶剂中,30℃时的特性粘数以及分子量多分散系数(M_W/M_n)。结果表明,在PET含量由14.4%—26.0%,数均分子量由1×10~4—1×10~5范围内,PET-PTMG可近似用一个MHS方程表征特性粘数与分子量关系。[η]=4.60×10~(-2)M_η~(0.09)试样的数均分子量M_n可由下式计算[η]=4.60×10~(-2)(M_W/M_n~(0.58)M_n~(0.69)在订定MHS方程时,考虑了级分试样的分子量多分散性修正。     

直接甲醇燃料电池的数学建模与神经网络辨识建模

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)非线性系统建模问题,提出了两种不同的建模方法(1)采用电化学、流体动力学、热力学等理论,建立了DMFC电池性能数学模型;(2)利用改进型BP神经网络建立DMFC电池性能辨识模型.结合DMFC实验数据进行仿真测试,结果表明这两种建模方法均合理、有效,建立的模型精度较高,从而为设计DMFC在线控制器奠定了基础.     

半乳糖氧化酶的生物电化学特性

采用循环伏安法对半乳糖氧化酶(GAO)进行了生物电化学特性的研究。实验结果表明,由于半乳糖氧化酶的酶活性中心深埋在酶内部,所以该酶在铂电极上的直接电化学行为较难观察到,而二茂铁甲醇作为介体能明显地改善酶活性中心的电子传递,加快电子传递速率。且测定了半乳糖氧化酶与二茂铁甲醇之间的反应速度常数Ks为1.2×10~5L·mol~(-1)·s~(-1)。     

燃料电池汽车：驶向何方？

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它可以直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。世界上第一轮燃料电池汽车研发高潮在2000年左右,当时,美国、欧洲和日本的各大汽车生产厂家,无不都在加紧开发燃料电池技术,企业界尤其是各大汽车生产厂家看到燃料电池巨大的市场潜力,纷纷投入巨资,组成联盟,进行燃料电池车的相关研究、试验与生产。     

新型催化剂：让燃料电池无污染更耐用

“以后如果在野外手机没电时，我们只需要通过手机背壳的一条头发般大小的管子往电池里添加甲醇，手机就如同充满电可以继续正常使用。”描绘这一美妙图景的是广州大学燃料电池制氢技术及新型催化剂的项目负责人林维明教授。该校化学化工学院最近研发出的燃料电池制氢技术及新型催化剂，不仅能降低电池燃料中有毒成分的含量，而且还能够提高燃料的使用率和延长燃料电池的使用寿命，可在计算机、手机、汽车等方面推广应用。     

直接甲醇燃料电池双极板冷却通道的热设计

将单个直接甲醇燃料电池的固体骨架看成开口系统,燃料电池稳定运行时的热负荷由阳极反应、阴极反应和甲醇直接氧化反应产生的3部分热量组成,利用热力学原理将其计算.在双极板上设置平行的冷却通道,将电池电化学反应产生的热量及时排出,有利于燃料电池的稳定运行.根据燃料电池中燃料、氧化剂的流向和冷却通道内冷却水流向的不同,冷却水和壁面的换热分别在恒热流密度和恒壁温热边界条件下进行.计算了2种情况下冷却通道壁面的温度和换热系数.结果表明,前者的换热效果要比后者好,但是,后者保证了工作层面具有恒定的温度,更有利于直接甲醇燃料电池的稳定运行.     

直接甲醇燃料电池测试系统的搭建与调试

为了系统研究直接甲醇燃料电池的电性能,以及电池的传热传质现象、气液两相流规律,设计并搭建了用于测试液态进料直接甲醇燃料电池的实验系统。文中简要介绍整个实验系统,并详尽给出实验系统的调试方法。整个实验系统可根据要求调整工况,可配合可视化系统对不同工况下直接甲醇燃料电池的气液两相流进行研究。     

蒿甲醚在直流极谱上的研究

本文探讨了蒿甲醚在0.25mol/L磷酸-50%甲醇体系中直流极谱的一些特性,确定了它在该体系中有一很好的受扩散控制为主的极谱波,其半波电位为-0.28V(对汞层阳极),温度系数为+1.9%/℃,电子得失数为2;在25.0℃时的扩散系数为:D=3.30×10~(-6)cm~2/s;在4.0×10~(-5)-8.0×10~(-4)mol/L浓度范围内有较好的线性关系.