用EIS研究PEMFC膜电极的运行条件对其性能的影响

在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，采用电化学阻抗谱（EIS）研究了膜电极（MEA）的一些运行条件对其工作性能的影响，并探讨了其作用机理．通过测量数据的解析和等效电路的数学模拟，得到了与MEA结构关联的电极诸参数随电池温度和反应气体压力的变化规律．研究表明，MEA的氧电极的电化学反应电阻随电池温度的升高显著减小，氧电极的双电层电容随电池温度的升高有所增加，表明电极有效面积得以增加，有利于MEA工作性能的提高．     

无机胶体法制备燃料电池用Pt3Cr／C催化剂

采用无机胶体法制备了用于质子交换膜燃料电池的Pt3Cr/C催化剂.研究了灼烧温度对催化剂性能的影响.X-射线衍射分析表明,催化剂中Pt3Cr/C中,由于Pt与Cr合金化而使晶格收缩、Pt-Pt间距减小,这有利于氧分子离解吸附,从而提高氧的还原反应速度.循环伏安测试结果表明,Pt3Cr/C催化剂的活性优于商品Pt/C催化剂.     

CdSe膜电极在Na2SO3溶液中的电化学调制光谱

本采用本实验室研制的T-1 EMS电化学调制光谱仪研究了电沉积CdSe电极在1mol／L Na2SO3溶液中的电化学调制光谱(EMRS)特性．实验结果表明，CdSe电极在Na2SO3溶液中的EMRS具有典型的Franz—Keldysh振荡峰．根据Aspnes提出的弱电场三阶微商电解液电反射理论，对CdSe电极的EMRS进行了定量分析，计算出了CdSe电极的禁带宽度和展宽系数等相关参数．结合EMRS随直流偏置电位的变化，快速、准确地确定出CdSe电极在NaSO3溶液体系中的平带电位值．这些参数为研究CdSe电极的半导体性质和界面结构提供了重要信息．     

热电层压器件的制备及性能影响分析

采用具有不同电负性的金属材料作为电极,以具有良好电子传输性能的碳材料和压电半导体材料为中间层,在机械压力下制备了热电发生器(TEG).首先采用液相剥离制备了石墨烯,另外通过水热法制备了纳米氧化锌粒子,并分别采用拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对制备的石墨烯和氧化锌进行了表征.主要考察了在不同环境温度下,极板材料的电负性差异、碳材料的种类以及氧化锌的粒度对器件产能效果的影响. 研究表明,极板材料之间的电负性差异是对器件产能效应影响最显著的因素,电负性差异越大,TEG产能效果越好;随着环境温度的提高,TEG产能效应增强;石墨烯是比炭黑更优异的电子传输材料,且纳米氧化锌的产能效果优于微米级氧化锌.在工作条件下,分别以铜箔和镁箔为极板,以石墨烯和纳米氧化锌为中间层的层压TEG器件,其输出电流为2.97 mA,输出电压为1.45 V.该热电器件可在余热回收领域获得应用.     

导电剂对金属氢化物电极性能的影响

研究了不同种类导电剂（镍粉、石墨）及导电剂含量对金属氢化物电极性能的影响，并用交流阻抗法分析了其影响机理。结果表明，以石墨为导电剂的MH电极活化较快，小电流放电容量较高；以镍粉为导电剂的MH电极大电流放电容量较高；两者混合作为导电剂的MH电极综合性能较好。     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成嵌锂电极材料

选用金属醋酸盐和柠檬酸配体,采用溶胶-凝胶法合成出锂离子电池正极材料L i1.05M n2O4.通过优化溶液的pH值和合成温度,包括预烧温度和灼烧温度,制备出纳米尺寸颗粒占13.05%的样品.X射线衍射分析表明,样品为尖晶石型结构,晶格常数a=0.823 nm.扣式电池充放电性能测试的结果表明,合成的L i1.05M n2O4样品具有良好的充放电循环性能,0.1 C充放电循环100次容量损失仅为4.5%.     

以铁泥为原料合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C

采用溶解-沉淀法将铁泥中的铁元素以FePO4·2H2O的形式回收,并以其作为铁源合成LiFePO4/C.XRD表明LiFePO4/C是橄榄石型晶系纯相.SEM显示LiFePO4/C颗粒大小均匀分布在100~200nm之间.通过充放电测试和循环伏安测试表征了LiFePO4/C的电化学性能,由于Co、Cr、Ni等微量杂质元素的存在,以铁泥为原料合成的LiFePO4/C表现出较好的循环稳定性和倍率性能.     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.