微生物燃料电池空气阴极和扩大化的研究进展

分别从空气阴极材料和阴极构造的角度对空气阴极微生物燃料电池的研究进展进行了综述,并讨论了扩大化MFC的研究进展。     

以沼液为原料的微生物燃料电池产电降解特性

为提高生物质能源利用效率,降低废水处理成本,实验构建单室无膜空气阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),碳布作为阴阳极材料,将牛粪沼液作为接种液及底物进行产电性能测试,同时考察了MFC对该沼液的降解效果。结果表明,MFC能够利用沼液进行产电,最高输出电压330 mV,内阻10 kΩ,最大功率密度为10.98 mW·m-2,沼液中的不可溶性物质是导致MFC输出电压、功率密度低的重要原因。MFC的运行对沼液中的有机物、氮、磷等物质具有一定的降解能力,24 h内去除率分别达到20.73%、67.82%、72.56%。因此,MFC作为产生电能的新方法,在联合处理沼液等有机废水节能减排方面具有广阔前景。     

质子交换膜燃料电池稳态自增湿性能分析

增湿及水管理系统使得燃料电池系统结构复杂,质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)自增湿操作在实用化方面逐渐引起研究者的兴趣。提高PEMFC自增湿性能的关键在于对生成水的有效管理,保证质子交换膜的良好水合。实践证实采用自增湿膜电极组件是一个有效途径。本文建立催化层中增加保水层的水传递平衡模型预测膜中水的分布,考察自增湿操作的可行性和稳定性。数值分析表明:只有低于50?m(如Nafion112)的薄膜能满足电池自增湿膜水合的要求。保证膜水合性能和电池操作稳定性的电池温度为60℃,操作压力为0.15 MPa,阴极气体过量系数可以增大到1.8。在上述操作条件下,电池自增湿性能与饱和增湿有可比性,与饱和增湿最佳条件有差距。因此PEMFC自增湿性能在综合考虑降低成本和费用,简化结构和操作时具有可行性,但不能替代增湿操作。     

英国科学家研制吸收二氧化碳的“海绵状塑料”

<正>在近日举行的第248届美国化学学会国家会议和博览会上,英国利物浦大学Andrew Cooper博士介绍了一种可以吸收二氧化碳的"海绵状塑料",或许其在未来将对抑制全球气候转暖起到关键性作用。Cooper解释道,尽管二氧化碳在空气中的浓度很低(按体积计算在空气中仅占0.0389%),但一些科学家仍认为这是     

溶胶凝胶法制备Ce_(0.8)Y_(0.15)M_(0.05)O_(2-δ)电解质材料及其性能研究

文章以Ce0.8Y0.15M0.05O2-δ(M=Fe、Co、Mg)为主要研究对象。通过红外、致密度分析、X射线衍射、扫描电镜、交流阻抗、热膨胀等测试方法对试样进行测试和分析,对实验得到的电解质粉及相应的电解质材料的性能进行表征。实验结果表明:溶胶-凝胶法经700℃煅烧成功制备出了单相立方萤石结构的超细粉末,具有良好的烧结活性。1300℃下烧结后相对密度达到97%以上。电导率的测试表明,电解质材料在中温范围有较高的电导率,其中,Ce0.8Y0.15Mg0.05O1.9在800℃时,电导率达到了0.0661 S/cm。     

燃料电池用碱性阴离子交换膜的研究进展

碱性阴离子交换膜(AAEM)是碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFC)的核心部件,起到阻隔阴阳两极和传导OH-的双重作用,其性能好坏直接影响到AAEMFC的性能和使用寿命。从膜的结构和制备方法分类,综述了碱性阴离子交换膜燃料电池用有机-无机杂化膜、掺杂型膜及均相膜的特性和研究现状。     

德国家用燃料电池发电装置进入试运行

正据德国弗劳恩霍夫应用研究联合会报道,弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)研发的一种适用家庭使用的燃料电池发电装置已进入市场化批量生产前的试运行阶段。该燃料电池装置的最大优点是直接利用燃气发电,可直接接入燃气供应网络,而不需要使用纯氢气,它首先通过一个变换器将燃气转化为富含氢气的混合气体,然后在燃料电池组件(燃烧室)内将这种混合气体与空气中的氧气进行反应,通过"冷燃烧过程"输出电能以及热能。产生的电能直接在住宅内使用不需要经过电力网线传输,减     

微生物燃料电池阳极改性修饰最新研究进展

阳极是影响微生物燃料电池性能的重要因素之一,开发简易、高效的阳极改性修饰方法对微生物燃料电池的实际应用具有关键作用。对目前微生物燃料电池阳极改性修饰的最新进展展开综述,总结了分析阳极材料的方法,并对阳极修饰方法未来发展趋势进行了展望。     

Ni-Cr-Co氧化物纳米催化剂对甲醇阳极氧化的电催化性能研究

采用了热分解法合成Ni-Cr-Co氧化物纳米粒子,并用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的阳极电催化剂。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,制得的纳米催化剂均匀分散,且粒径为25~50 nm。利用循环伏安法(CV)对不同金属摩尔比和焙烧温度下的催化剂在甲醇氧化反应中的活性进行了研究。结果表明,Ni-Cr-Co(摩尔比为1∶1∶1.5)的纳米氧化物对甲醇氧化反应的起始电位、峰值氧化电流密度和If/Ib分别为0.38 V,19.3 mA/cm2和1.72,表现了很好的电催化性能。     

Sn_(0.95)Mg_(0.05)P_2O_7的中温电性能研究

采用固相法合成了Sn0.95Mg0.05P2O7样品,采用交流阻抗电化学方法对该样品在50~250℃下的电性能进行了研究。粉末XRD结果表明,该样品为单一立方相SnP2O7结构。气体气氛对样品电导率有着显著的影响:σ(dry O2)σ(dry H2)σ(wet O2)σ(wet H2)。在湿润H2气氛中,Sn0.95Mg0.05P2O7在200℃下,电导率达到最大值5.9×10-2S·cm-1。以该样品为燃料电池固体电解质,组装氢-空气燃料电池,在125℃时最大输出功率密度为7.9 mW·cm-2,150℃时其最大输出功率密度约为12.7 mW·cm-2,175℃其最大输出功率密度为19.1 mW·cm-2。