氢燃料燃气轮机与大规模氢能发电

清洁可再生氢能源的利用被视为CO₂减排的一个重要途径,受到世界各国的高度重视。从电能到氢能再到电能的高效转换是氢能利用的核心技术之一。产业上大规模高效氢能到电能的转换技术需要100 MW以上的功率,而依靠目前的燃料电池技术难以满足。氢燃料燃气轮机可以实现大规模氢能到电能的转换,且转化效率会随着功率的提高而提高,将是一种重要的氢能发电技术。文章对氢燃料燃气轮机的性能特点、各国研究动态、机种类型和特点、输出功率和热效率、氨燃气轮机等进行了介绍,同时提出利用氢燃料燃气轮机实现从水到水循环的氢能利用系统的设想。     

氢能—梦想还是现实？

氢能──梦想还是现实？刘吉成编译据有关专家估算，世界工业每年排入大气层的二氧化碳气体超过５０亿吨，一氧化碳约１～２亿吨。同５０年代相比，排放量增大了２．５倍，并有稳步增长的趋势。预计２０００年排入大气层的二氧化碳气体将增至６０～６５亿吨，一氧化碳增至...     

氢能与新材料

氢是清洁高效的能量载体和重要的化工原料。文章从当前氢能利用过程中面临的问题和挑战入手,简述了新材料在制氢、氢气分离与提纯、储氢及氢能转换等各环节的应用,对氢能利用中新材料的发展趋势进行了展望。     

纳米碳管与氢能

世界人口快速增长、化石能源渐趋匮乏、环境污染日益严重是人类在21世纪亟待解决的三大难题.氢能是一种洁净的可再生能源,氢燃料电池汽车将是解决城市大气污染的最重要途径之一.因此各国科学家均在致力于研究高储量的储氢材料与系统,最有潜力者被认为是纳米炭材料的吸附储氢.高纯度单壁纳米碳管的合成是应用的基础和关键,我们采用氢等离子电弧方法,大量制备出高纯度的单壁纳米碳管,并全面开展储氢研究.初步结果表明单壁纳米碳管是一种很有前途的储氢材料,可能在氢能源的应用特别是氢燃料电池电动汽车的应用中占据重要地位,促进人类经济与社会实现可持续发展.     

氢能：新能源中的一颗明珠

能源是指能够提供能量的物质,它是社会经济发展的物质动力,目前人类在技术上比较成熟的常规能源有煤炭、石油、天然气和水能等。然而这些能源大多数储量有限,因此各国都在开发新能源,尤其是可再生能源,即能够不断再生和得到补充的能源,如氢能等。     

燃料电池汽车动力系统过程模拟

建立了包括燃料供应模块、燃料电池堆模块和水热平衡模块在内的质子交换膜燃料电池汽车动力系统数学模型. 运用Matlab/Simulink软件进行模型构建和系统仿真, 研究了主要操作条件对系统性能的影响. 通过仿真结果与实验数据的对比, 表明该模型能较为准确地反映动力系统的特性, 为燃料电池汽车动力系统的研究和设计提供理论依据.     

微生物燃料电池协同处理含氯酚废水

采用能作为电子受体的特征污染物氯酚化合物为阴极氧化剂, 构建微生物燃料电池, 利用阴极室协同处理含氯酚废水, 为有机废水的资源化提供了一种新思路. 研究表明, 该电池具有较好的产电性能, 最大电池输出功率密度为12.4 mW/m², 库仑效率达到22.7%. 同时, 阴极室降解污染物的效果明显, 45 h内60 mg/L的对氯酚被完全还原, 对氯酚脱氯与电池产电过程具有明显的协同关系.     

燃料电池汽车领域的创新实践

近年来,我国汽车工业迅猛发展,2007年汽车总产量超过800万辆,现在已经是第三大汽车生产国,市场上已经是第二大汽车消费国.预计到2020年,我国汽车保有量达1.3亿辆,汽车年产量将达到1500万辆,成为世界第一大汽车制造国.汽车产业是我国保持国民经济稳定发展,保证新增就业人口安置的支柱产业,在国民经济中的地位越来越重要.     

水将成为未来的燃料

氢能是清洁、高效、无污染的可再生能源。氢主要来源于取之不尽、用之不竭的水,每9千克水中,就含有1千克的氢,而氢的热量相当于汽油的24倍,可见氢能具有广阔的发展潜力。     

无限的氢能——未来的能源

由于目前日益加重的能源消耗、环境恶化和经济发展的压力,氢作为二次能源,愈来愈受到人们的重视,人们正在试验使用氢能给工厂和家庭供电、供热,驱动汽车、船舶、摩托车、自行车。本文对氢能的利用以及发展前景作了较为详尽的阐述。     

碱性燃料电池用聚烯烃类阴离子交换膜的研究进展

与质子交换膜燃料电池相比,基于阴离子交换膜的碱性燃料电池具有可使用非贵金属催化剂、电极反应速率高等优点,近年来受到广泛的关注.然而,到目前为止,尚未开发出一种高性能的阴离子交换膜以备碱性燃料电池使用.本文从功能单体共聚和高分子接枝改性两方面概述了聚烯烃类阴离子交换膜的制备方法,探讨了膜的化学结构、微观相分离结构与膜性能之间关系,最后总结目前聚烯烃类阴离子交换膜的氢氧燃料电池性能,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

煤基/碳基固体氧化物燃料电池技术发展前沿

作为新一代能源技术,固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell, SOFC）发电系统具有能量转化效率高、燃料适应性广、价格低廉、安全方便等特点。SOFC技术通过长期研究和发展,其电解质、阴极、阳极等关键材料核心技术已经突破,并初步具备产业化发展的基础,但其整体性能的优化仍有待深入研究,其中解决碳基燃料SOFC长期稳定性是实现SOFC商业化的关键所在。必须进一步探索SOFC发电技术中碳基燃料电化学和催化化学过程,解决材料稳定性、界面相容性和耐热循环性,系统中传热、传质与电极反应耦合等科学问题;发展纳米微米级薄膜制备技术、SOFC电池堆装配和系统集成技术,实现SOFC整机性能的稳定和优化,推动SOFC跨越式发展。     

氢能质子交换膜燃料电池核心技术和应用前景

氢能质子交换膜燃料电池通常被认为是清洁、高效和静音的能源技术,可以将氢气转换成电和热。早在几十年前商业界就期望燃料电池能够应用在运输领域,但一直难以真正实现。阻碍其商业化的主要障碍是成本高、耐久性差、系统较复杂,以及缺乏氢气供给基础设施。为了更好地理解这些问题,文章将介绍这种燃料电池的基本原理、核心技术和应用前景。     

燃料电池用碱性阴离子交换膜链结构调控研究进展

碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFCs)因氧还原动力学快、可使用非Pt催化剂、成本低等优点迅速发展成燃料电池的重点研究领域.作为AAEMFCs的核心组件,碱性阴离子交换膜(AAEMs)的性能直接影响着燃料电池的输出性能和使用寿命.为保证燃料电池高效、稳定、长时间的运行,AAEMs应具备高的离子电导率、尺寸及化学稳定性.但目前开发的膜尚难同时满足这些要求,在实际应用中依然面临阴离子传输效率与尺寸稳定性难以兼顾、碱性稳定性较差等问题.本文将结合近年来国内外及本课题组的研究进展,梳理AAEMs发展中存在的关键问题与解决思路,展望未来的发展方向.     

氢燃料电池汽车离我们有多远

一些汽车工程师总会说,氢气是清洁燃料,氢燃料电池汽车将是爱车族的新宠。然而就目前来说,氢燃料电池汽车的普及仍然遥遥无期。     

阳极流道具有微孔阵列的被动式纸基微流体燃料电池性能特性

纸基微流体燃料电池利用纸多孔介质内毛细渗流实现了阴阳极反应物被动输运和自然分隔,去除了质子交换膜和微泵,是基于电化学反应的新一代纸基微流控芯片理想的新型微型电源.针对常规纸基微流体燃料电池存在的燃料传质限制,本文提出阳极流道具有微孔阵列的新型电池结构,利用微孔阵列强化燃料的对流/扩散传质提高电池性能,研究了阴阳极间距、电极长度、燃料浓度及电解液浓度对电池性能特性的影响.研究结果表明,阳极流道内微孔阵列能够强化燃料传质并降低离子传输阻力,使得阳极流道具有微孔阵列的纸基微流体燃料电池最大功率密度提高41.2%;减少阴阳极间距有利于降低离子传输阻力,而且阴极电解液流速大于阳极电解液流速,抑制了燃料渗透,使得电池性能提升;电池性能随燃料和电解液浓度上升先升高后降低.当阴阳极间距为1.0 mm,电极长度为5.0 mm,燃料和电解液浓度均为2.0 mol/L时,电池性能达到最优,其最大功率密度为29.7 mW/cm².     

便携式电子产品的电池革命

尽管便携式电子产品取得了很大进展,但它们所用的电池却仍然是一副老面孔。即使如此,小型电池现在仍然是耗电量在20瓦以下的消费电子产品一一从电子玩具到膝上式计算机唯一可选的电源。不过,电池往往笨重而昂贵,而且往往没有什么预先的迹象,它的电就用完了,因而需要更换或充电(更换会造成电池的处理问题,充电则要花费若干小时的宝贵时间)。那么,有没有更好的东西来代替它呢?     

金属燃料汽车

也许有一天,汽车将依靠整箱的金属作为清洁燃料行驶在公路上……[编者按]     

燃料电池技术的应用

五十年代末,宇航事业对高比能量的电源要求十分迫切.燃料电池因其不受卡诺循环的限制,具有转化效率高、比能量大等优点,引起了各国的浓厚兴趣.有关国家曾投入大量的人力和物力,进行了广泛深入的研究,促使燃料电池的理论工作日趋坚实,工艺水平步步提高.1965年,氢氧燃料电池首次用于宇航飞行,一举成功,使其研究工作猛然登上高峰。燃料电池技术的特点由于五、六十年代以来对燃料电池的大力开发研究,不但使现代电化学的核心——电极过程动力学(界面电子转移过程)有了大幅度的进展,而且象电催化这类催化理论的新分支也倍受重视,并取得了不少成果.为了提高电极过程的交换电流密度,减少电化学极化,迫使人们在寻找更有效的电催化剂方面做出了极大的