高温车用燃料电池的发展及现状综述

燃料电池车以其能量转化效率高、绿色环保、噪音低等优点，被认为是替代传统化石能源汽车最有前景的新能源汽车。目前车用燃料电池的工作温度一般都低于80℃，低温的工作环境使其面临着诸多问题，如复杂的水管理和CO中毒等。通过提高质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作温度可以缓解这些问题，提高燃料电池的性能。然而，高温的工作环境也会对燃料电池带来诸多挑战，如膜脱水、催化剂团聚、冷启动速度缓慢等。要促进高温（90～120℃）车用燃料电池的快速发展，需要对其问题及解决方法进行分析。本文从电堆比功率、膜电极、双极板、进气方式、加湿方式等方面，介绍燃料电池的发展现状及存在的问题，包括Nafion膜和催化剂的热稳定问题、双极板的耐腐蚀问题、流道的气体分配问题、进气方式和加湿方式的优化以及冷启动问题。指出通过掺杂亲水性氧化物改善Nafion膜的高温性能；将Pt合金化及采用介孔炭提高催化剂的稳定性和电化学活性；镀层不锈钢金属双极板可以增强耐腐蚀性；3D流场等新型流场结构及提高进气温度、速度可以提高气体的均匀性；采用自增湿方式可以简化电堆结构等解决方法，以期对燃料电池车的进一步发展起到引导作用。     

不间断飞行331min,中国氢能无人机打破世界纪录

氢燃料电池,汽车业的未来之星;它上了天,前途同样光明。位于北京亦庄的北京新研创能科技有限公司(以下简称新研创能),研发了一款六旋翼氢燃料电池无人机,不间断飞行331 min,打破世界纪录。这一成就也显示:中国的氢燃料电池在一些关键指标上跻身世界前列。     

表面活性剂对辅助制备高效燃料电池阴极催化剂的影响

通过改变表面活性剂种类,利用水热法制备了不同形貌Fe-ZIF-8前驱体,并利用透射电子显微镜对其形貌进行表征,高温热解后得到Fe-N-C氧还原催化剂,并利用旋转圆盘电极测量其电催化性能。结果表明,表面活性剂可以改变材料的尺寸和形貌,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)能获得较小颗粒尺寸和规则的立方体形貌,且能提高催化剂氧还原反应的动力学电流密度。     

德国大众集团购买车用燃料电池技术专利

<正>在纳斯达克上市的加拿大氢燃料电池提供商巴拉德动力系统(BLDP)近日宣布,该公司与德国大众集团达成协议,将向大众出售车用燃料电池专利并提供相关工程服务,交易价格总计8000万美元。根据该协议,大众将购买巴拉德动力系统价值5000万美元的燃料电池专利,并将其与巴拉德动力系统的燃料电池外包服务合同延长两年(至2019年3月),这项服务合同将另外为巴拉德带来     

MgMn_2O_4的制备及其对氧还原反应的电催化性能研究

通过水热法,以乙酸锰、乙酸镁为原料制备出纳米MgMn_2O_4作为氧还原电催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)和场发射电子扫描仪(FESEM)对催化剂微观结构进行表征,并在碱性溶液中通过循环伏安法和旋转圆盘技术对电催化剂的氧还原活性、稳定性以及抗甲醇中毒性进行研究。结果表明,MgMn_2O_4催化剂具有较高的氧还原活性,极限电流密度与Pt/C催化剂的相接近,稳定性和抗甲醇中毒性超过Pt/C催化剂。     

NiMn2O4尖晶石氧化物阴极的制备及电化学性能研究

高性能阴极材料的开发对推动中温固体氧化物燃料电池（intermediate temperature solid oxide fuel cells, IT-SOFCs）的发展具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型NiMn₂O₄（NMO）电子-离子混合导体材料，并作为IT-SOFCs阴极进行了系统的研究，通过X射线衍射表征确定NMO材料呈稳定的立方相结构，并采用电导弛豫方法对其氧离子传导能力进行了研究。发现NMO具有优秀的氧离子传导能力，为其电化学性能提供了保障。对称电池的电化学阻抗谱测试结果表明，800℃时NMO阴极材料的界面电阻值为0.27 Ω·cm^-2，同时作为阳极支撑型SOFC的阴极材料进行放电时的最大功率密度可以达到864.9 mW·cm^-2。上述结果表明，NiMn₂O₄是一种极具潜力的IT-SOFCs阴极材料。     

相变材料辅助的燃料电池客车冷启动特性研究

随着燃料电池在客车上的应用不断深入，其低温环境下冷启动问题逐渐凸显。为了提高燃料电池客车的启动速度，使电池更快地工作在合理的温度范围内同时降低冷启动过程的能耗，将相变材料（PCM）引入电堆冷启动系统，利用PCM可吸收电堆工作废热的特性，在冷启动时将废热放出加热电堆。基于仿真平台搭建电堆冷启动系统模型，对比分析了正温度系数热敏电阻（PTC）独立加热、PCM独立加热和PCM-PTC联合加热的温升变化和能耗特性。3种加热方式均使80 kW电堆从–20 ℃升高到10 ℃，PTC的功率为12 kW，PCM采用石蜡/膨胀石墨复合相变材料（CPCM）。在联合加热方式下，分析了PCM质量对冷启动时间、节能率和潜热利用率的影响。结果表明:PCM-PTC联合加热方式较PTC独立加热节省约33.46%能耗，启动时间缩短了37.40%，较PCM独立加热启动时间缩短了61.00%；随着PCM质量的增加，冷启动时间缩短，系统节能率增加，但是PCM的潜热利用率却在下降。PCM辅助的冷启动系统为燃料电池发动机在低温环境下快速启动和节能提供了思路。     

脱硫石膏热处理制备注浆成型模具

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以石灰石为原料吸收烟气中的二氧化硫,得到石膏晶体。在控制二氧化硫排放的同时,脱硫石膏的处理与综合利用也非常重要。以脱硫石膏为原料,分析脱硫石膏的成分,通过热处理使其脱水,并表征热处理过程对石膏物理性能的影响。将热处理后的石膏用于石膏模具的制作,并最终制备固体氧化物燃料电池阳极支撑体。燃料电池测试的结果显示,脱硫石膏可以用于管式固体氧化物燃料电池的制备。     

燃料电池空气电极的孔道结构调控

燃料电池是将化学能转化成电能的装置，其空气电极催化层的设计，既要包含丰富的、易于接近的反应活性位，也要具备高度连通的电子、质子以及反应物、产物传质通道，因此电极必须具有特定三维几何结构形貌和有序分布的各功能化孔道，确保催化活性位得以充分利用以及反应可以连续进行。针对催化剂孔道的几何结构调控，本文调研了最近报道的一系列研究工作，从模板法、高温相变法、模板/相变复合方法以及基于金属有机框架材料进行孔道设计等四种主要方法出发，综述了该领域的最新研究进展。