硼氫化鈉水解制氫-小型質(zhì)子交換膜燃料電池一體化研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、前能源危機(jī)越來越嚴(yán)重,硼氫化鈉水解制氫為PEMFC 供氫的體系研究越來越受青睞,尤其是對硼氫化鈉水解催化劑、質(zhì)子交換膜燃料電池的催化劑研究以及電池堆研究,本論文主要對硼氫化鈉水解催化劑的制備、質(zhì)子交換膜燃料電池的膜電極制備條件以及性能優(yōu)化和電池堆組裝的關(guān)鍵材料、氣體流場板的類型和工藝參數(shù)優(yōu)化和硼氫化鈉水解制氫-質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電一體化的應(yīng)用方面進(jìn)行研究。
   1、本論文采用微乳法合成的負(fù)載型30%Ru-Co/C 和Ru-N

2、i/C 催化劑,金屬粒子物質(zhì)的量比均為1:1,通過XRD 和SEM-EDX 等手段標(biāo)征、實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果對比和對硼氫化鈉水解機(jī)理的分析,并運(yùn)用Scherrer 公式的計(jì)算其粒徑大都分布在8.6nm 左右,由XRD 圖譜得出Ru 元素和Ni、Co 元素形成了完美的RuCo 相和RuNi 相;由SEM-EDX 得出催化劑中金屬粒子物質(zhì)的量比均為1:1 等各方面都符合本實(shí)驗(yàn)要求。并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)在同樣條件下Ru-Co 合金的催化性能比R

3、u-Ni 合金的催化性能好。
   2、本論文采用還原-微波法合成的負(fù)載40%的Pt/C 電催化劑,通過XRD 進(jìn)行表征得出顆粒粒徑的大小為3nm,又通過把制得催化劑制成催化層組裝成電池測試得出,該方法制備的催化劑電化學(xué)性能好,完全適合作為質(zhì)子交換膜燃料電池電極的催化層;通過對膜電極進(jìn)一步研究得出在壓制膜電極的時(shí)候溫度在130℃,壓力在4-6MPa,熱壓時(shí)間為120s 的時(shí)候,催化劑的負(fù)載量為0.6mg/cm2,制得的膜電極性能

4、最好;當(dāng)氫氣流量在1.2SLM的時(shí)候膜電極的性能最好,功率密度可以達(dá)到0.2W/cm2。本文在對氣體直型流場和蛇型流場研究的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)在低電流的時(shí)候兩種流場性能相近,在高電流的時(shí)候,直型流場的性能遠(yuǎn)比蛇形流場的性能好;另外,在低電流的條件下,陰極流場板薄的性能比厚的好;但是,在高電流的條件下,陰極流場板厚的性能要薄的好;在相同的有效面積的流場板的條件下,流場板窄的性能要比寬的好。通過組裝電堆進(jìn)行測試,電池堆的穩(wěn)定性、電池堆的性能都能達(dá)到

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