质子交换膜燃料电池电催化剂的研究现状与展望

概述了质子交换膜燃料电池电催化剂的研究进展以及制备技术,就质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展前景提出了作者的看法。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件研究进展综述

燃料电池具有能量密度高、利用率高和清洁安静等优点,质子交换膜燃料电池因能够在近常温条件下工作而备受关注,其中膜电极是燃料电池的核心部件。综述了质子交换膜燃料电池膜电极组件的研究进展,从质子交换膜、催化层和气体扩散层3方面阐述各部件在膜电极中的作用,及其对膜电极性能的影响,并讨论通过调控膜电极中不同部件的结构提高膜电极性能的方法,提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极组件中贵金属用量。     

质子交换膜燃料电池改性铂基催化剂研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于其工作效率高、启动速度快、环境友好等优点而倍受青睐。所用催化剂中的核心组分(金属铂)的成本和催化性能是制约其实现商业化的关键因素之一。目前有关改性铂基催化剂应用于质子膜燃料电池的研究工作主要集中在2个方面：一是通过改性催化剂的结构降低铂用柎;二是改性载体材料制备活性组分高度分散的高性能催化剂。综述柚近年来质子膜交换燃料电池改性铂基催化剂的研究进展,并对PEMFC催化剂的发展做柚展望。     

我国CCM型膜电极研究取得重大进展

膜电极是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件,直接影响电池输出性能和反应效率,开发低铂(Pt)担量、高反应效率的CCM(催化剂制备到膜上)型薄催化层膜电极是目前质子交换膜燃料电池开发的一个重要技术方向。在863计划电动汽车重大项目支持下,大连化物所承担的"下一代燃料电池系统研究与开发"课题目前取得重大突破和阶段性成果。     

喷涂方式在膜电极制备中的应用

为了找到适合质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂制备方法,主要论述了高压无气喷涂、压缩空气喷涂、混气喷涂、静电喷涂和超声波辅助雾化喷涂几种常用喷涂方式的喷涂原理和特点,以及在燃料电池膜电极制备中的应用可行性.通过对几种喷涂方法的优缺点进行对比,初步选择了高压无气喷涂和混气喷涂为拟采用的方式,而后经过试验测试比较,找到了比较适合膜电极超薄涂层的制备方法--混气喷涂方法,对今后燃料电池膜电极的制备方法研究具有一定的指导意义.     

质子交换膜燃料电池极板及其表面改性研究进展

在质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs）的部件中,双极板是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40 %、80 %、50 %。传统的PEMFC因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成其体积和质量较大,这增加了汽车的重量,缩小了汽车底盘地可用空间,影响了质子交换膜燃料电池汽车的性能。因此开发体积小、成本低、制备工艺简单的双极板对推进质子交换膜燃料电池的商业化应用具有重要意义。金属双极板因其成本低、力学性能好、导电性、导热性、体积相对易控等特点,在PEMFC领域备受关注。但金属双极板在PEMFC环境中易生成钝化膜,导致其接触电阻增加。因此,如何在提高金属双极板耐蚀性的同时,保持良好的导电性,是当前对PEMFC研究的重点。本文综述了石墨、复合材料和金属双极板制备工艺及表面改性方法。讨论了双极板及其表面碳化物涂层、金属涂层和氮化物涂层的优缺点,并比较了这些涂层在PEMFC环境下的耐腐蚀性和界面接触电阻性能。     

数控机床用PEMFC热处理不锈钢双极板的热机械分析

在试验基础上,分析了不锈钢与石墨接触电阻在不同热处理温度下随热处理时间的变化关系,并建立了质子交换膜燃料电池热处理不锈钢双极板的热机械模型.结果表明:在同一温度下,不锈钢与石墨接触电阻随热处理时间的变化而变化;800℃的高温热处理的接触电阻比900℃的高温热处理的接触电阻明显低得多.热处理不锈钢双极板的最大等效应力和位移都足够小,这对于质子交换膜燃料电池十分重要,必须使其足够小才能使双极板准确分离阳极和阴极的氢气和氧气.     

金属有机汽化和供给设备

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板离子镀膜改性方法属于金属材料表面改性技术领域,与新能源技术领域的质子交换膜燃料电池双极板的制备技术相关。镀膜改性的工艺为：将不锈钢薄板双极板经过清洗干燥等前处理后放入电弧离子镀设备的真空室中,依次进行抽真空、离子溅射清洗、薄膜沉积和后处理等过程,其中薄膜沉积过程也就是镀膜过程．它又包括启动阴极电弧、调整弧电流、加偏压、通入反应气体等过程,在双极板表面沉积制备改性薄膜。     

主要汽车生产商决定从事燃料电池汽车业务

法国MHSEquipmentSAS公司的下属MHS能源部门6月9日宣布，其制造出了超低铂含量的质子交换膜燃料电池电极（0．1μg／cm^2）。该研究是在奥尔良大学的格雷米实验室进行的，利用磁控溅射技术，     

质子交换膜燃料电池用不锈钢双极板的腐蚀与表面改性研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心组件之一,占电池组重量和成本的大部分。不锈钢由于具有强度高、导电、传热性好以及耐腐蚀等优点,因此被作为双极板材料。然而,在PEMF℃环境下,不锈钢会发生腐蚀并且表面会产生高电阻钝化膜,从而降低电池性能。为此,国内外研究者对不锈钢双极板的腐蚀与表面处理展开了广泛的研究,本文对此进行了详细阐述。     

燃料电池膜电极中铂担载量测试方法研究

膜电极(MEA)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的能量转换单元，在催化剂作用下将化学能转化为电能。铂基催化剂目前仍是商用PEMFC不可替代的催化剂，其中膜电极中铂担载量已成为PEMFC性能评价的一项重要指标。通过对现有PEMFC膜电极铂担载量测试国标方法进行了改进，并研究了PEMFC膜电极铂担载量测试的微波消解前处理方法。与国标方法相比，微波消解-ICP-MS法测定结果的准确性与标准方法相当，测试效率明显提高。     

PEM fuel cells: status and challenges for commercial stationary power applications

The past decade has seen tremendous advances in proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) technology: However, there remain many challenges to bring commercially viable stationary PEMFC products to the market. This review, from a manufacturer's perspective, focuses on system reliability and materials compatibility and their strong impact on stack life and overall system durability. Statistical analysis is based on field data from more than 600 stationary PEMFC systems for both continuous and back-up power applications. Sealing materials and coolants are used to illustrate the approaches taken to evaluate materials compatibility studies.     

Surface stability and conductivity of a high Cr and Ni austenitic stainless steel plates for PEMFC

In order to use stainless steel as bipolar plate for PEMFC, electrochemical behavior of a high Cr and Ni austenitic stainless steel was studied in the solutions containing different concentration of H2SO4 and 2 mg·L-1 F-, and interfacial contact resistance was measured after corrosion tests. The experimental results show that the passive current density lowers with decreasing the concentration of H2SO4. The interfacial contact resistance between carbon paper and passive film formed in the simulated PEMFC environment is higher than the goal of bipolar plate for PEMFC. Surface conductivity should be further reduced by surface modification.     

Plain carbon steel bipolar plates for PEMFC

Bipolar plates are a multifunctional component of PEMFC. Comparing with the machined graphite and stainless steels, the plain carbon steel is a very cheap commercial metal material. In this paper, the possibility of applying the plain carbon steels in the bipolar plate for PEMFC was exploited. In order to improve the corrosion resistance of the low carbon steel in the PEMFCs' environments,two surface modification processes was developed and then the electrochemical performances and interfacial contact resistance (ICR) of the surface modified plate of plain carbon steel were investigated. The results show that the surface modified steel plates have good corrosion resistance and relatively low contact resistance, and it may be a candidate material as bipolar plate of PEMFC.     

质子交换膜燃料电池双极板防护涂层研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为第4代发电技术,具有结构紧凑、体积小、能量密度高、效率高、启动快、低温运行以及零排放的绝对优势,被认为是现阶段理想的清洁能源之一,是未来新能源汽车理想的供能部件,受到各国学者的广泛关注。双极板作为PEMFC重要的组成部件之一,不仅能够将单电池串联、并联或是混合联结形成电池堆,起到支撑作用,还能够隔绝阴极、阳极的反应气体,排出电池堆反应产生的热量和水,对PEMFC电池堆的性能至关重要。合适的双极板材料要具有优异的导电性和耐腐蚀性,已成为PEMFC研究领域的一个热点。简述了PEMFC的工作原理以及近年来石墨双极板、金属双极板以及复合双极板的研究情况,指出了PEMFC在工作条件下对金属双极板的性能要求及改性难题。着重对不锈钢双极板的表面涂层改性进行了研究,列举了碳基涂层、金属及其化合物涂层、导电高分子聚合物涂层、疏水涂层等一系列涂层的研究进展和性能,分析对比了它们在PEMFC双极板表面改性中的优缺点。分析结果表明,过渡金属碳、氮化物以及碳/陶瓷复合涂层具有良好的导电性和耐蚀性且成本较低,是当前以及未来的研究热点,同时如何增强涂层与基体的结合力,也是今后双极...     

质子交换膜燃料电池金属双极板材料研究进展

双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中具有隔离反应介质、收集电流、提供气体通道的作用，金属材料用于双极板面临腐蚀及表面层钝化影响电池性能等问题．在介绍了研究金属双极板性能的方法，包括接触电阻测试、电池极化性能测试、模拟电化学方法等测试方法的同时，着重介绍了在双极板中应用的不同种类铁基金属材料、轻金属材料的性能及各种表面涂层技术的研究进展．简单介绍了PEMFC中，金属双极板材料研究所应重点解决的技术问题．     

质子交换膜燃料电池金属双极板的腐蚀与表面防护研究进展

    双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心多功能部件,占据电池组重量和成本的绝大部分.目前PEMFC双极板材料主要有石墨、金属及相关复合材料.与石墨类材料相比,金属材料在强度、抗气体渗透、规模化生产及加工成薄板以提高电池比功率等方面显示明显优势,但其面临的主要挑战是腐蚀问题,这导致电池性能下降.为此,国内外围绕金属双极板的腐蚀与防护问题开展了广泛研究,并取得了长足进展.本文对此进行了简要评述.