膜电极

摘要： 本研究使用电分析技术对比不同型号的商品化聚氨酯分散体的性质。通过测试聚氨酯膜电极的电流-时间曲线、交流阻抗谱和线性电位扫描曲线,分析不同聚氨酯膜在润湿速度、透水性和透氧率等方面的差异。本研究还分析和讨论了氯化钾对聚氨酯成膜过程、聚氨酯膜结构和性质的影响。本研究表明,在传感器开发中可以通过电分析技术对聚氨酯材料进行初步筛选,为聚氨酯膜配方设计提供支持,具有较高的实用价值。

摘要： 质子交换膜(PEM)作为电解槽膜电极的核心部件,性能的好坏直接决定电解槽的性能和使用寿命,是电解槽研究的重点方向。电化学催化剂的开发和利用对电解槽性能的提升也至关重要。着重介绍了PEM水电解制氢的原理,详细地阐述了PEM电解槽的发展方向。

摘要： 质子交换膜燃料电池具有绿色、可持续、功率高等优点,是解决环境与能源问题的一个重要途径.膜电极是其核心部位,是反应时电子、质子、反应气体和产物水等多相物质传递及电化学反应的重要场所.设计和制备具有高活性和高耐久性的膜电极对提高质子交换膜燃料电池的性能、降低制造成本至关重要.因此,从催化剂本征活性提高、催化剂层结构设计和气体扩散层/催化剂层/质子交换膜界面结构设计3个方面总结了提升膜电极性能的相关方法,并对其未来的相关研究和发展做了述评及展望.

摘要： 燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业化PEMFC仍采用铂基纳米材料作为催化剂,其中缺乏低成本、高效的阴极催化剂是限制PEMFC性能提升和成本降低的关键因素之一。本文综述PEMFC催化剂的结构可控制备及其对阴极氧还原反应和膜电极性能的影响,阐述调控催化剂结构提高PEMFC性能的方法,特别是提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极中贵金属用量的研究进展。

摘要： 启动-关机过程中阳极的氢-空界面,会导致阴极催化层出现高电位(1.4~1.5 V),严重腐蚀催化剂的碳载体。这是影响燃料电池动态运行寿命的主要因素之一。本文基于3种典型碳载体的催化剂,制备了燃料电池膜电极。并构建阳极侧氢-空界面,模拟实际启停过程,研究了3种膜电极在循环启停过程中交流阻抗、电化学活性面积及极化性能的变化规律。结果表明,石墨化碳载体可耐受900次启停,无定形的多孔型碳仅可运行250次启停,而半有序结构的高比表面积碳可运行450次启停。

摘要： 开发低成本、高活性的非铂催化剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的大规模商业化应用具有十分重要的意义。非铂PEMFC的测试受到许多条件的影响,因此对非铂催化剂膜电极的制备方法和单电池测试工艺参数的研究变得非常重要。采用自制的铁-氮-碳为阴极催化剂,得出在用刮涂法制备膜电极,每毫克催化剂添加相同重量的离子聚合物膜溶液以及控制催化剂颗粒平均粒径为250 nm的条件下,单电池性能测试可以取得理想的结果。

摘要： 针对氢燃料电池堆关键部件膜电极的劣化模式,提出了一种基于膜电极单体电压数据的氢燃料电池堆空气流量优化调节方法,将电池堆温度压力、电池堆输出电流、膜电极单体电压数值协同运算,实时优化调节氢燃料电池堆空气供给流量,有助于缓解膜电极高电位和电位循环的问题,并用实验验证了设计的有效性。

摘要： 对大功率质子交换膜燃料电池堆的开发与测试进行了研究。自制催化剂和膜电极表现出了良好的性能和耐久性,电堆在不同操作条件下均表现出良好的适应性。在150 kPa操作条件下,该电堆最大功率可达184.17 kW。

摘要： 9月20日,2022世界制造业大会在安徽合肥隆重召开,明天氢能公司携燃料电池核心零部件在综合馆首台套展区展示,并举办“极致加工”燃料电池核心产品发布暨客户交流会活动。一、极致加工——燃料电池核心发布会上,明天氢能以“极致加工”为主题,发布自主技术、正向研发、本地生产的高性能膜电极、高性能金属双极板产品。依托低载高活性催化界面构层技术、低传阻高通量扩散层技术、耐温耐候封装技术,明天氢能已完成国际先进的双面直涂工艺与卷对卷贴合工艺开发,实现全年300万片高性能、低铂载量、高耐久性膜电极的生产能力,面积比功率达1.5W/cm~2。

摘要： 本文重点介绍燃料电池膜电极性能的主要测试项目和测试方法,对比分析GB/T 20042.5-2009《质子交换膜燃料电池第5部分:膜电极测试方法》、美国能源部(United States Department of Energy,DOE)燃料电池技术办公室2016年提出的测试方法与日本燃料电池商业化会议(Fuel Cell Commercialization Conference of Japan,FCCJ)2011年发布的测试方法中相同测试项目测试方法的区别,并从标准化的角度对产业发展提出了建议。

摘要： 本文报道了一种基于Nafion膜的电流型传感器,用于监测环境中的微量CO气体.该传感器主要由气体扩散帽、Nafion膜电极、集电层和储水罐构成,其中核心是含有Pt/C催化剂的膜电极.采用热压法制备膜电极,在此过程中分散剂、碳担载材料等都能影响传感器敏感特性.因此文章首先探究了四种分散剂(乙二醇、正硅酸四乙酯、甘油、聚四氟乙烯分散液)对传感器性能的影响.研究发现采用乙二醇作为分散剂时,传感器对CO具有最佳的敏感特性.其次采用导电炭黑、碳纳米管和碳纤维三种碳材料担载Pt纳米颗粒来制备催化剂粉末.发现利用碳纤维作担载材料时Pt纳米颗粒具有最佳的分散性和最小的颗粒尺寸.在均采用乙二醇作为分散剂时,利用碳纤维担载Pt作敏感材料制作的传感器具有最佳的敏感特性.该传感器在1-200ppm CO范围内的灵敏度为77nA/ppm,在50ppm CO下响应恢复时间分别为28s和32s,而其检测下限也低至100ppb.另外该传感器也显示出良好的重复性和选择性.

摘要： 利用溅射法制备半导体陶瓷表面的电极有着广阔的产业化前景,但关于溅射膜电极与陶瓷表面的界面机制研究尚鲜有报道.本文采用磁控溅射法在ZnO压敏陶瓷表面制备了Cr-Cu电极,通过XPS等技术研究分析了Cr/ZnO的界面反应及界面成分.研究结果表明:常温下Cr膜在氧化锌表面的沉积模式为混态生长模式,在Cr的初始沉积阶段,Cr价层电子与氧化锌表面存在电子迁移作用,有氧化态的Cr生成;随着覆盖度的增加,电子转移逐渐减弱,最后Cr完全呈现为金属态的中性吸附.该界面反应生成的化合物对溅射膜电极的欧姆接触,附着力等性能有重要作用,而且能有效阻止电极元素Cu或Ag的纵向扩散.

摘要： 集成了阴阳极催化剂和质子交换膜的膜电极(MEA)是DMFC发电的核心组件，是反应物和产物的传质、电子传递和转移以及质子传输发生的场所，因此膜电极的结构调控对被动式DMFC性能提高至关重要。本研究针对全被动式DMFC阴极容易水淹问题，设计了阴极具有双扩散层结构的MEA，利用碳材料比表面积和孔结构差异以及憎水剂含量调节，形成了阴极扩散层孔结构和憎水性的梯度分布，有效促进了阴极水的排出和氧气的传输，增强了阴极产生水的反扩散。针对全被动式DMFC阳极甲醇自扩散的有效传质问题，设计了部分有序的阳极扩散层结构。对于DMFC要进一步提升电池性能、降低催化剂Pt用量，就必须最大化M EA内催化剂纳米粒子、电子导体和离子导体的有效接触，最大化三相反应界面;同时，还要实现分子、电子和离子的高效输运，因此，膜电极纳米结构化、有序化研究代表了MEA研发的方向。

摘要： 以制备低成本、高耐久性和高催化活性中心利用率的燃料电池催化剂和催化层为出发点,用不同的氧化剂和操作方式,对碳纳米管(CNTs)进行了表面改性处理.以多元醇化学还原法制备Pt/CNTs催化剂,最后提出了基于buckypaper、具有催化活性中心和孔隙率梯度分布特性的新型结构催化层.结果表明:该新型结构催化层能够促进燃料电池的传质和电子电导过程,提高铂的利用率.

摘要： 本课题创新的提出了一种新的方法，将IrCl2通过加适量的KOH进行水解沉淀获得悬浮物前驱体，再放入水热釜中在150°C下进行水热反应一段时间，形成Ir(OH)x的沉淀物，再通过多次水洗过滤将KCl去除从而获得高纯度的铱水合氧化物，TG-DTG曲线证明其结构式可能Ir01.76(OH)0.48·1.17H20，然后再将这些水合物在特定温度下热分解获得高纯度的所感兴趣的二氧化铱催化成分，其表现的物理及电化学性能要明显优于醇类溶解一次热分解获得的电极。XRD分析对比，本方法制备的二氧化铱晶态良好，而醇溶解涂制显然受分解和基体因素影响造成其晶态不好。EDS分析发现醇溶解分解之后仍然有氯离子的存在，这影响了其活性和晶态。SEM可以看出析氧后醇溶解分解获得的电极表面变化极大，而本方法可以看出电极表面在析氧后任然完整。由多次循环伏安法(CV)可以明显发现醇溶解二氧化铱极不稳定，而水热合成法则表现十分稳定，重合性非常好。LSV曲线表明水热法获得活性更高，且多次扫描仍然保持稳定，而醇溶解热分解析氧极化曲线的重现性很低，且活性不如本方法好(以mA/mg计)。因此这样可以用来调控降解污染物过程中的能耗。

摘要： 直接甲醇燃料电池(DMFC)以其独特的优势被业界认为是本世纪最有可能实现商业化的燃料电池。因此,众多的公司和研究院所展开了深入研究,取得瞩目的成就。本文从膜电极的关键材料的改性、制备技术的创新、电池活化以及国内外电堆性能等方面综述了目前DMFC技术的现状,并对未来研究方向和前景进行了预测。

摘要： 碳纳米管有着广泛的应用前景.但研究发现由单纯碳纳米管构筑的电化学界面 一般不具有分子识别性[1,2]，我们利用碳纳米管的电催化性和聚对甲基吡啶 （POMP）膜的分子识别性[2,3]，构建了单壁碳纳米管复合聚对甲基吡啶修饰电极 (SWNTs/POMPE)。该电极既保持了纳米量级的厚度、具有较大的比表面积及大π 电子体系和大量的活性点位[4]，成为反应物电荷传递的良好媒介，又具有导电聚 合物的性能。利用该电极实现了在同一支电极上硝基酚异构体的同时电化学测定。 以扫描电镜表征了SWNTs/POMPE的表面形貌，选用K4[Fe(CN)6]为分子探针考察了 SWNTs/POMPE的电化学性能，结果表明SWNTs/POMPE性能良好，可用作电化学测试的工作电极。以硝基酚异构体为目标物，考察该电极的识别性。

摘要： 微小型被动式直接甲醇燃料电池以它独特的优势，被认为是最具有发展前景的新型能量供给系统。膜电极是其重要的组成部分。本文根据电池运行的工况特性，考虑了质量、动量、能量守恒及电池中的电化学过程，通过自编程序代码，建立了阳极膜电极二维、非等温、稳态数学模型。模拟结果表明：阳极膜电极内部温度的分布是不均匀的，最高温度出现在阳极催化层，且质子交换膜的温度要高于阳极气体扩散层。由于被动式直接甲醇燃料电池燃料的供给与消耗所引起的强制对流的存在，对在自然对流情况下的温度场和速度矢量场产生了一定的影响，并对此进行了模拟分析。

摘要： 本文简要回顾了中国航天员中心质子交换膜水电解技术的研究历史，详细介绍了高性能膜电极电化学性能研究、膜电极的长寿命加速试验和高压水电解器工程应用等方面的研究进展，提出了后续发展方向和关键技术。

摘要： 本文利用萃取原理在有机相中合成了硫化锌纳米粒子，并对其采用TEM 进 行了表征，图像显示该纳米粒子粒度分布均匀，分散性好。以所得硫化锌纳米粒 子为活性组分，制作了锌离子选择电极，并研究了该电极的性能。结果表明，电 极的线性范围是1.0×10-6~1.0×10-2 mol L-1，检测限为5.2×10-7 mol L-1，电极响应 时间短，且具有良好的稳定性和重现性。

摘要： 本发明的课题在于提供一种电池电极涂膜组合物或隔板涂膜组合物，其能够形成可抑制卷曲的发生、且具有高耐热性的涂膜。本发明为一种电池电极涂膜组合物或隔板涂膜组合物，其包含粘结剂、溶剂和粘弹性颗粒。

摘要： 本发明提供能提高发电性能、实现高燃料隔离性，同时能提高膜与电极的接合强度的膜-电极粘接剂、带有接合层的质子传导性膜、膜-电极接合体、固体高分子型燃料电池以及膜-电极接合体的制造方法。膜-电极粘接剂将质子传导性膜、配置于质子传导性膜两面的电极接合，其具有含硅-氧键的交联性化合物(X)、含酸根的高分子材料(Y)以及不含酸根的亲水性树脂(Z)。

摘要： 本发明的课题在于提供一种电池电极涂膜组合物或隔板涂膜组合物，其能够形成可抑制卷曲的发生、且具有高耐热性的涂膜。本发明为一种电池电极涂膜组合物或隔板涂膜组合物，其包含粘结剂、溶剂和粘弹性颗粒。

摘要： 本发明提供能提高发电性能、实现高燃料隔离性，同时能提高膜与电极的接合强度的膜－电极粘接剂、带有接合层的质子传导性膜、膜－电极接合体、固体高分子型燃料电池以及膜－电极接合体的制造方法。膜－电极粘接剂将质子传导性膜、配置于质子传导性膜两面的电极接合，其具有含硅－氧键的交联性化合物(X)、含酸根的高分子材料(Y)以及不含酸根的亲水性树脂(Z)。

摘要： 本申请公开了一种膜‑电极组件，由于在两面上具有图案化结构的电极，该膜‑电极组件具有增加的活性面积、改善的流体控制能力和降低的气体传输阻力。本申请还公开了一种制造该膜‑电极组件的方法和包括该膜‑电极组件的燃料电池。根据本发明的膜‑电极组件包括：第一电极；第二电极；和在所述第一电极与所述第二电极之间的聚合物电解质膜，其中，所述第一电极具有面对所述聚合物电解质膜的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面具有第一图案化结构，并且所述第二表面具有第二图案化结构。

摘要： 本发明涉及一种膜电极组件的制造方法、由其制造的膜电极组件，以及包括该膜电极组件的燃料电池。所述膜电极组件的制造方法另外包括如下步骤：在干燥催化剂浆料组合物然后向其中添加溶剂B之后，通过超声使所述催化剂浆料组合物再均质化，因此能够改善离聚物的分散性。

摘要： 本发明公开了一种膜电极用胶粘剂及膜电极料浆制备方法、膜电极及质子交换膜水电解槽，所述胶粘剂为纳米微球状氟碳聚合物，通过与催化剂、全氟磺酸树脂在一定条件下混合制成料浆可以形成更加合理的气固液三相电极结构，避免遮挡催化剂反应位点。同时，利用本发明所述胶粘剂及膜电极制浆工艺，可以显著提高电极结构稳定性，抵抗电解水中气泡效应对膜电极的损伤，进而提高电解槽运行寿命。

摘要： 本发明涉及电极的制备方法，由该法制备的电极，含该电极的膜电极组件及含该膜电极组件的燃料电池。所述电极的制备方法包括以下步骤：混合催化剂和离聚物，以制备电极形成用组合物；通过向所述电极形成用组合物施加低频声能(low‑frequency acoustic energy)来进行共振混合(resonant vibratory mixing)，以将所述离聚物涂布于所述催化剂的表面；以及涂布所述电极形成用组合物，以制备电极。所述电极的制备方法通过将离聚物以纳米厚度涂布于催化剂的表面，提升催化剂等的分散性，从而易于混合，并通过使离聚物均匀分布于催化剂的表面，提升催化剂和离聚物的利用率，以改善各种性能，并通过提升催化剂和离聚物的结合效率，可提升耐久性。

摘要： 本发明公开了一种能够提高聚合物电解质膜与催化剂层之间的界面粘合性、改善物质传输和性能并且提高阻氢渗透性或提高氧渗透性的膜电极组件的制造方法；由此制造的膜电极组件；和包括所述膜电极组件的燃料电池。本发明的制造方法包括以下步骤：将催化剂和第一离聚物加入到溶剂中并使它们分散，从而制备分散混合物；向所述分散混合物中加入第二离聚物，从而制备涂料组合物；和将所述涂料组合物直接涂覆在聚合物电解质膜的至少一个表面上。

摘要： 本实用新型提供了一种膜电极用冲裁夹具、膜电极及膜电极用工装。膜电极用冲裁夹具包括：支撑结构，包括用于支撑膜电极的支撑座；防呆结构，防呆结构包括设置于支撑座的第一防呆柱，第一防呆柱被配置为，膜电极在第一方位安装至支撑座时，第一防呆柱能够与膜电极配合，膜电极在除第一方位以外的方位安装至支撑座时，第一防呆柱不能与膜电极配合。本实用新型的技术方案解决了现有技术中的膜电极的良品率较低的问题。