复合结构半导体电极GaAs／Ga1—xAlxAs在光电池中应用初探

与电解液接触的半导体材料上所进行的光电化学过程，在能源方面可获实际应用。但在对光电池的研究中好现：采用任何一种单一的半导体材料作光阳极进行光能转换，都存在转换效率低的缺点。为此我们提出“复合结构模型”，认为采用复合半导体材料，可以覆盖更大频率范围内的太阳光谱，从而提高太阳能的转换效率。     

钯对二氧化钛光电极的影响

在研究光能转换为化学能的光电解水制氢时,比较方便的是[1,2]报导的方法制备的二氧化钛薄膜电极为光阳极,以铂黑电极为对电极。为了尽可能多的得到光电解产物——氢气,我们发现在TiO_2光电极上涂一层微量的金属钯,可以降低电极的过电位,     

铝—石墨电池

据日本1983年第9期《化学与工业》杂志报道,世界最新颖的一种以铝作阴极,石墨为阳极,硫酸为电解质的电池问世。经过大量的研究证明,用铝作阴极,比用其它任何材料作阴极能提供更多的电量。据实验,铝表面经加工处理制成多孔质的阴极,很容易取得高密度电流,以1D盎司重的铝阴极为例,电池具     

染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述. 目前,TiO₂薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等. 改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率. 最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO₂光阳极结构、更大程度地开发TiO₂光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向. 对TiO₂光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.      

常用光源对太阳能电池性能影响

太阳能电池是将光能转换成电能的装置。光是太阳能电池工作的必要条件,光的强度与频谱直接影响太阳能电池的光电转换效率。 一、光与太阳能电池 1、太阳能电池的工作原理 光子被半导体吸收并在此过程中产生载流子:电子与空穴。它们向结扩散,PN结内部的强电场使电子、空穴分离,从而在外电场中产生电压与电流。 射向半导体的光子一部分被半导体反射,一部分被半导体吸收。半导体吸收hγ>Eg的光子能产生一个而     

不同空气阴极表面结构之锌-空气燃料电池性能

本论文主要针对锌-空气燃料电池之空气阴极表面结构进行改善.锌-空气燃料电池主要以氢氧化钾为电解液,利用不同空气电极表面结构进行空气阴极性能与寿命研究.实验中进行了开回路电压性能测试与定电流放电测试,并讨论其两者电压-电流性能及功率密度差异,比较不同表面结构阴极的对电解液的抗蚀能力,针对放电完的电池电极进行材料分析.由实验结果得知,如此类似保护膜功用之电极表面结构在电池反应时,能够减少电解液本身以及阳极金属氧化物对空气电极表面的影响,提供较长时间稳定电流输出,大大地提升锌-空气燃料电池空气电极之使用寿命.     

用于染料敏化太阳能电池的铌、氟双掺杂二氧化钛微球

为了提高染料敏化太阳能电池的性能,对其光阳极半导体材料进行了改性.用一步水热法制备了铌、氟双掺杂二氧化钛(NFT)微球,它是由多层纳米管和纳米颗粒组合在一起形成的微米级球状颗粒.这种特殊的结构使得用NFT材料制作的光阳极具有较大的表面积,有利于染料吸附.NFT的结晶性比未掺杂的二氧化钛显著增强,且结晶度随掺杂量的增加而增强,有利于提高其中的电子迁移速率并降低表面极化,因此有助于提高染料敏化电池的短路电流密度和开路电压.入射单色光子-电子转换效率(IPCE)的测试结果表明,NFT制备的电池在可见光范围内的转换效率有显著提高,在紫外波段的本征转化效率也有一定提高,电池的整体转换效率比未掺杂时提高了38%.     

n型半导体CdS_(1-x)Se_x液结光电池

本文报告了由粉末压块烧结制备的n型半导体CdS_(1-X)Se_X(x=0.05,0.10,0.15,0.3,0.5)液结电池的光电化学性能。电池形式为: CdS_(1-X)Se_X/1M NaOH,1M Na_2S,0.1M(或1M)S/Pt对电极进行了X射线衍射及扫描电镜的分析,测试了在不同光照强度以及太阳光照下的转换效率(η)。光照强度为75 mW·cm~(-2)叫,CdS_(0.1)Se_(0.3)电池的转换效率η为3.28%;太阳光强为43mW·cm~(-2)时,转换效率为3.20%。同时还考察了浸蚀剂对电极性能的影响。CdS_(0.85)Se_(0.15)电极采用1MS的电解液在7小时内没有发现光阳极分解。直接地记录了在太阳光照条件下电池的电流电压特性曲线(I-V)及阳极极化曲线(1-Φ)。     

金属管道装置的电化学保护工程

防止金属管道、金属装置腐蚀的方法有多种 ,电化学保护是其中一种 .由于钢质管线 ,包括输水、输油、输气管线、热交换器金属装置等在工业生产环境中的腐蚀破坏大部分为电化学腐蚀 ,电化学保护在腐蚀控制工程中占有重要的地位 .电化学保护可分为阴极保护和阳极保护 .阴极保护是在金属表面通以足够的阴极电流 ,使金属表面阴极极化 ,成为电化学电池中电位均一的阴极 ,从而防止其表面腐蚀的防护技术 .阴极保护又分为牺牲阳极保护和外加电流阴极保护 .阳极保护是在金属表面上通入足够的阳极电流 ,使金属电位往正的方向移动 ,达到并保持在钝化区内…     

光催化材料对微生物燃料电池的影响

微生物燃料电池是微生物-电化学装置,利用产电菌氧化有机物,将化学能转化为电能,在开发新能源和污染物处理方面具有巨大潜力.光催化微生物燃料电池利用半导体材料作为光电极,将光能引入到微生物燃料电池中,能够同步利用太阳能并且提高微生物燃料电池的产电效率.总结了国内外微生物燃料电池体系中半导体材料作为光电极的研究,对光催化微生物燃料电池的机理、生物电极与光电极的协同作用、产电性能以及污染物去除方面进行总结,并对其推广应用进行展望.     

双室型微生物燃料电池协同脱氮的初步研究

微生物燃料电池（Microbial fuel cells，MFCs）就是利用微生物作为催化剂氧化有机物或无机物产生电流的装置。在阳极区由基质氧化产生的电子传递给阳极（负极），经连接有电阻或负载的导线流到阴极（正极），再传递给阴极区的电子受体，常采用质子交换膜将阳极和阴极分开。MFCs技术具有反应条件温和、底物广泛、清洁高效和能量输出等显著优点，     

固体氧化物电解池结构对其性能的影响研究

固体氧化物电解池(SOEC)能利用可再生能源发电电能高效地将水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳等燃料,同时具有高效、低成本、规模易控等优点,被认为是最有前景的储能方式.固体氧化物电解池结构变化会对电解池导电性能产生影响,同时,显著影响电解池内部的气体传输和传热过程,对电解池性能优化十分重要.为探究结构组成对固体氧化物电解池性能的影响,本文建立了一个固体氧化物电解池共电解水和二氧化碳的三维模型,分析加入阳极气体扩散层(AGDL)和金属泡沫流场对电解池极化曲线、过电势和气体分布等的影响.分析结果表明:相比于没有AGDL的电解池,加入AGDL可以改善脊下气体在催化层和流道之间的传输,同时增大电子传输横截面积,从而减小可逆电压和欧姆过电势.随着AGDL厚度增加,电解池性能改善幅度逐渐变小.将普通流场替换成金属泡沫流场可通过改善流场和多孔电极的气体传输,降低电解电压和提高电解效率.增加阳极泡沫厚度可以在一定程度上改善SOEC性能.而两极均采用金属泡沫流场,由于阳极金属泡沫避免了脊下多孔介质中的氧气积聚,可以进一步提高电解池性能,但性能提升相对较小.     

Li／Li2S—GeS2—LiI／FeS2（或TiS2）全固态电池

玻璃导电材料的重要应用之一是作为全固态电池的电解质。现以Li_2S—GeS_2—LiI系统玻璃为例,介绍全固态电池的制造工艺,并对制备的阳极为Li而阴极分别为FeS_2和TiS_2的几块原电池进行测试,从中得出电池的电流——电压特性曲线和放电曲线,最后又根据所得结果作了些初步讨论。     

碳氢气为燃料气的SOFC阳极改性研究

为使Ni-YSZ阳极支撑的固体氧化物燃料电池能以碳氢气为燃料气稳定工作,采用化学镀银法对电池阳极进行镀银改性研究,在750℃分别以氢气和乙烷为燃料气,测试电池的电化学性能,并采用扫描电子显微镜对测试前后的阳极进行表征.结果表明阳极镀银后,电池极化电阻减小,放电性能和抗积炭能力提高.化学镀银法镀银10 min的电池在750℃以氢气为燃料气时,最大功率密度463 m W·cm~(-2),比未镀银电池增加28.6%,以乙烷为燃料气时能以330 m A·cm~(-2)恒流稳定运行24 h.这使得固体氧化物燃料电池以碳氢气为燃料气稳定运行成为可能,将为污泥资源化提供一个新途径.     

电池充放电曲线基本变化特征的分析

在证明了阴极极化时阴极电势总是向负移,而阳极极化时阳极电势总是往正移这一基本规律的基础上,在简化条件下,采用电化学热力学和动力学的基本理论简述了电池的充放电曲线的几个基本变化特征:电池电位随着恒流放电时间的延长而降低;电池电位随着放电电流的增大而降低;在电池放电接近完成时,电池电位急剧下降;当电池存在不止一对反应时,充放电时反应发生的次序.     

基于陶瓷电极的质子交换膜在低温常压合成氨中的应用

以多孔性Ni—La0.9Ba0.1Ga0.8Mg0.2O（3-α）为阳极,多孔性Sm0.2Ce0.8O2为阴极,基于质子离子液体（PIL）的质子交换膜为电解质,组装成单电池。用交流阻抗法测定质子交换膜在氢气气氛中30-110℃的电导率,最高电导率出现在90℃,为1.4×10^3 S cm^1。用该单电池进行常压合成氨,最佳条件下（温度为90℃,电流为1.4 mA）的氨产率为3.5×10^-9mol s^-1cm^-2。     

质子交换膜燃料电池停机后吹扫仿真

基于单电池内部水相变和传递的机理建立了燃料电池一维吹扫水传递模型,研究了空气同时吹扫阴阳极方法中电池温度、吹扫气体流量对吹扫的影响,并且对比了氢气和氧气分别作为阳极吹扫气体对吹扫效果的影响.仿真结果表明:吹扫初始时刻存在水从阴极到阳极的反扩散现象;电池温度对吹扫的影响程度大于流量对吹扫的影响程度,并且温度越高,膜含水量减少越快;空气吹扫阳极气体既节能又省时.     

单室直接微生物燃料电池性能影响因素分析

利用构建的单室微生物燃料电池,进行了阴极板中铁离子浓度、阳极底物、底物浓度及阳极板面积对单室直接微生物燃料电池性能影响的研究.结果表明:在其它条件相同的情况下,随着阴极电极板中Fe3 含量的增加,电池负载输出电压随之提高;不同底物的阳极反应,随着产生的电子和质子数的提高,电量随之增大;输出电压亦随底物浓度的增加而提高,但底物葡萄糖的浓度饱和值为0.72g/L;增加阳极板数量加大阳极比表面积,更多的微生物吸附在阳极电极上传递电子,电池输出电压与阳极板数量不成倍数关系.此研究为单室微生物燃料电池的应用提供了理论依据.     

染料敏化太阳能电池光阳极及其敏化

染料敏化太阳能电池是近十几年来发展起来的新型的高效率、低成本的光电池.起负载敏化剂以及收集和传输电子作用的光阳极是关系到该电池性能的重要部件,且其敏化的效果是整个光电池光电转换效率的关键.本文介绍染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池的基本结构和工作原理,从原理上指出了光阳极提高和改进的目标所在.综述了作为光阳极的纳米晶TiO2薄膜的分类及常用的制备方法和敏化方法.在制备技术方面,指出丝网印刷技术由于其大面积制备的可操作性,是实现未来工业化的手段,但它依然需要改进和优化:在染料敏化上,寻找低成本、高性能的敏化剂将是今后研究的重点.通过光敏化,获得具有好的光收集效率、快速的电荷传输以及优越的抑制电荷复合性能的多孔膜,将是未来染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池光阳极研究的方向.     

膜面积及阳极面积对立方体型MFC产能影响的研究

以生活污水为底物,普通石墨棒为电极,构建立方体型微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)。研究了阳离子交换膜(Cation Exchange Membrane, CEM)面积和阳极面积对微生物燃料电池产电能力的影响.阳极以厌氧污泥作接种体并且无使用中介体,两室分隔物使用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM),阴极使用无催化剂的普通碳电极.采用几种不同的阳极面积和阳离子交换膜面积,以最大功率密度和内阻等作为比较参数,比较其产电性能.实验结果表明：（1）当阳离子交换膜面积较小时,功率密度随其增加而增大,内阻则随其增加而减小.但两者的变化幅度均逐渐减小.两者到达极值后,功率密度随其增加而减小,内阻则随其增加而增大.在膜面积为21cm2的时候,电池各项性能指标均达到最佳,其开路电压（OCV）为233mV,最大功率密度为3.44mW?m-2,电池内阻为2.10 KΩ.（2）MFC产能除了与膜面积相关外,受阳极面积的限制也很大,要得到最大的能量输出,膜面积应该略大于阳极面积.最佳产能时离子交换膜与阳极的面积比为1.37.