直接甲醇燃料电池催化剂的研究-论文

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非铂低铂燃料电池催化剂的研究进展

非铂低铂燃料电池催化剂的研究进展 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

非铂、低铂燃料电池催化剂的研究进展低温燃料电池是直接以化学反应方式将燃料的化学能转换为电能的能量转换装置,是一种绿色的能源技术,对解决目前我们所面临的能源危机和环境污染问题具有重要意义,美国《时代周刊》将燃料电池列为21 世纪的高科技之首;在我国的科技发展规划中,燃料电池技术也被列为重要的发展方向之一。 催化剂是燃料电池中关键材料之一,催化剂的成本占到燃料电池成本的 1/3。铂被证明是用于低温燃料电池的最佳催化剂活性组分,但使用铂做为燃料电池催化剂也存在如下严重问题:(1)铂资源匮乏;(2)价格昂贵;(3)抗毒能力差。目前通过合金来改善催化剂的研究有碳负载的铂钌合金催化剂PtRu/C,以及添加有其他促进成分的 Pt/C 和 PtRu/C 催化剂等。为了有效降低燃料电池的成本,主要采用集中两个方面研究来降低铂载量:(1)开发非铂电催化剂;(2)开发研制低铂电催化剂。本文就此对近年来的研究现状进行综述。 1 非铂催化剂 非铂催化剂在酸性直接醇类燃料电池中的研究非铂催化剂的研究,主要采用钯基或钌基掺杂其他金属制备催化剂,近年来,研究人员用了多种方法制备了各种活性组分高度分散的钯基催化剂,在催化燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)中显示了可与铂基催化剂相媲美的效果。同时,作为直接甲酸燃料电池(DFAFC)和直接乙醇燃料电池(DAFC)的阳

极催化剂,也显示了诱人的应用前景。以下从影响催化剂性能的几个因素对近年来的相关工作进行讨论。 催化剂的组成直接影响其性能。Colmenares 等合成用 Se修饰的Ru/C 催化剂 (RuSey/C) 应用于直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极催化,结果表明在~ V 电压下,Se 的加入促进了氧还原并减少了生成 H2O2的趋势;少量甲醇的存在对于 RuSey/C 催化氧还原影响较小,说明这类催化剂具有较好的抗甲醇性能。Jose' 等合成了两种非铂催化剂 Pd-Co-Au/C 和Pd-Ti/C,在质子交换膜燃料电池氧还原中的活性与现在常用的Pt 催化剂活性相当。Shao 等制备了 Pd-Fe/C 系列催化剂用于氧还原反应,结果表明 Pd3Fe/C 氧还原活性比商业催化剂Pt/C (ETEK)好。Wang 等采用有机溶胶法合成了 PdFeIr/C 催化剂,研究表明 Fe 和 Ir 的添加,大大增加了催化剂的分散性,从而提高了催化剂的活性,该催化剂表现出较高的氧还原能力和较好的耐甲醇性能。Mayanna 等合成了不同组成的 Ni-Pd合金膜催化剂,并研究了在硫酸环境中的甲醇电氧化性能,发现与纯 Ni 相比其阳极峰电流明显增大,合金化以后其表面积增加了近 300 倍。 制备方法与合成条件对催化剂性能的影响显着。Shen 等利用微波交替加热法制备了 Pd/MWCNT 电催化剂,发现在碱性溶液中显示了良好的甲醇催化氧化性能,与 Pt/C 相比,氧化电位负移了 100 mV 左右。同时他们还研究了多种氧化物对Pd/C 催化氧化多种醇类(甲醇、乙醇、乙二醇等)的促进作用,发现在碱性溶液中 Pd-NiO/C 对乙醇的氧化与 Pt/C 相比负移了 300 mV 左右。他们用类似方法合成了 AuPd-WC/C 复

电动汽车技术毕业论文

由于世界石油资源日趋贫乏和大气污染日益严重,因此即大量消耗能源又产生大量有害废气的传统汽车,自然而然成了全世界人类关注的焦点。中国文库网为大家带来的电动汽车技术毕业论文,希望能帮助到大家! 电动汽车技术毕业论文 摘要近年来随着经济发展,我国已迈进汽车社会。汽车保有量迅速增加,导致环境严重污染、交通堵塞等严重问题,因此,为了建设资源节约、环境友好的和谐社会,倡导并鼓励研发、使用环保节能的新能源汽车―电动汽车。 关键词电动汽车动力能源燃料电池 前言 在污染日益严重、能源日益缺乏的今天,电动汽车的出现给人们带来了新的希望,可以形象地把它称为21世纪的交通工具、明日之星。 电动汽车是一种高新技术产品,它集光、电、机、化等各学科领域中的最新技术于一体,是汽车、电力拖到、功率电子、智能控制、化学电源、计算机、新能源、新材料等工程技术中最新成果的集成物。从外形上看,电动汽车于常见的

汽车并没有什么区别,它们的区别主要在于来自蓄电池。汽车行驶时,蓄电池电流通过控制器输入到电机中,电机输出扭矩,经离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴等驱动车轮转动。电动汽车在行驶过程中,不排出任何污染物,噪声也很小,而且不仅不消耗汽油、柴油等石油产品,还可应用多种能源,具有结构简单、使用维修保养方便的特点,是一种新型的交通工具。 电动汽车定义 电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。驱动电动汽车的电力常见的有各种蓄电池,燃料电池、太阳能电池等。 电动汽车分类 电动汽车的种类纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)。 1纯电动汽车 纯电动汽车(BEV)由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置。大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。

汽车新能源技术应用与发展毕业论文

汽车新能源技术应用与发展毕业论文 目录 第1章研究汽车新能源技术的目的与意义 (1) §1.1研究的目的 (1) §1.2研究意义 (1) 第2章国外汽车新能源技术研究现状 (2) §2.1国外的相关研究 (2) §2.1.1政府高度重视汽车新能源的开发利用 (2) §2.1.2政府推动电动汽车研发和推广 (2) §2.2国的相关研究 (3) §2.2.1政府大力支持新能源汽车产业 (3) §2.2.2国新能源汽车取得重大发展 (3) 第3章汽车新能源的类型 (5) §3.1纯电动汽车 (5) §3.1.1纯电动汽车的类型 (5) §3.1.2纯电动汽车的结构原理 (6) §3.2混合动力电动汽车 (6) §3.2.1混合动力电动汽车的结构类型 (6) §3.2.2不同类型的混合动力电动汽车的比较 (8) §3.3燃料电池电动汽车 (9) §3.3.1 燃料电池电动汽车的类型 (9) §3.3.2燃料电池电动汽车的结构原理 (10) §3.4气体燃料汽车 (11) §3.4.1天然气汽车 (11) §3.4.2液化石油气汽车 (11) §3.5生物燃料汽车 (12) §3.5.1甲醇燃料汽车 (12) §3.5.2乙醇燃料汽车 (12)

§3.5.3二甲醚燃料汽车 (12) §3.6氢燃料汽车 (12) §3.7太阳能汽车 (13) 第4章汽车新能源的主要比较与发展 (14) §4.1各种新能源汽车技术的特点分析与展望 (14) §4.1.1纯电动汽车 (14) §4.1.2混合动力电动汽车 (14) §4.1.3燃料电池电动汽车 (15) §4.1.4 气体燃料汽车 (15) §4.1.5生物燃料汽车 (16) §4.1.6氢燃料汽车 (16) §4.1.7太阳能汽车 (16) §4.2能量转换效率的比较 (17) §4.3减少耗油量的比较 (17) §4.4减少碳排放的比较 (18) §4.5各种能源方案优缺点中和分析 (18) §4.6电动汽车的应用缺陷和瓶颈 (19) 第5章电动汽车应用的解决方式 (20) §5.1整车充电模式 (20) §5.1.1常规充电 (20) §5.1.2快速充电 (20) §5.2更换电池模式 (21) §5.2.1电池租赁 (21) §5.2.2电池的快速更换 (21) §5.2.3电池的维护 (21) 第6章未来电动汽车充电技术的发展方向 (23) §6.1整车充电中的慢速充电方式可以充分利用 (23) §6.2换电池模式属于能源新物流模式 (23) §6.3无线快速充电将成为最理想充电方式 (23) §6.4快速充电大量发展将带来电网谐波污染 (23) 结论 (24)

氢燃料电池用铂催化剂市场价格走势及影响因素分析(中元智盛)

北京中元智盛市场研究有限公司

第一节2012-2017年9月氢燃料电池用铂催化剂市场价格走势统计 (2) 第二节市场价格地区分布与主要影响因素分析 (2) 一、市场价格地区分布 (2) 二、市场价格区域性影响因素分析 (3) 第三节2017-2021年氢燃料电池用铂催化剂市场价格预测 (3) 1

2 第一节 2012-2017年9月氢燃料电池用铂催化剂市场价格走势统计 2012-2016年我国氢燃料电池用铂催化剂市场价格整体呈上涨趋势,2012年氢燃料电池用铂催化剂市场价格为27.21万元/千克,2016年市场价格为28.74万元/千克。 图表- 1:2012-2017年9月中国氢燃料电池用铂催化剂市场价格走势统计 数据来源:市场调研 第二节 市场价格地区分布与主要影响因素分析 一、市场价格地区分布 目前,我国氢燃料电池用铂催化剂市场主要集中在华东地区,其次是华南地区、华北地区。华东地区拥有较完整的氢燃料电池用铂催化剂产业链,同时也是氢燃料电池用铂催化剂的主要需求市场。未来该区域将会是我国氢燃料电池用铂催化剂企业主要集中重点发展的市场。而华南、华北和华中等地区,目前市场增长潜力巨大,且对产品的需求也较为旺盛,企业以尝试在这些区域布局,以期在区域市场占据领导地位。在产量相对较大的地区,有着物流优势,且竞争企业较多,故在产量较大的地区价格相对较低。华东、华南、华北地区相对华中、西南、西北、东北等地具有一定的价格优势。

3 二、市场价格区域性影响因素分析 ①原材料成本 原材料是直接影响了产品的成本的,通常区域有着丰富的原材料资源,则更容易获得低价的原材料从而使区域内产品的价格较低。 ②区域性的供给和需求 某区域拥有与其地理位置不相符的产量时,即为超量生产,相对其他地区具 有物流运输的便利,具有一定价格优势。 第三节 2017-2021年氢燃料电池用铂催化剂市场价格预测 根据2012-2017年9月我国氢燃料电池用铂催化剂市场价格变化状况, 对其2017-2021年价格预测如下: 图表- 2:2017-2021年中国氢燃料电池用铂催化剂市场价格预测 数据来源:市场调研

燃料电池的基本工作原理及主要用途

简述燃料电池的基本工作原理及主要用途 1.燃料电池的工作原理 燃料电池是一种按电化学原理,即原电池的工作原理,等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成,燃料电池与常规电池的不同之处在于,它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内,而是贮存在电池外部的贮罐内,不受电池容量的限制,工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部,并同时排放出反应产物。 以磷酸型燃料电池为例,其反应式为: 燃料极(阳极) H2→2H++2e- 空气极(阴极) 1/2O2+2H++2e-→H2O 综合反应式H2+1/2O2→H2O 以上反应式表示:燃料电池工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气),燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-),氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应,而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应,连续的反应促成了电子(e-)连续地流动,形成直流电,这就是燃料电池的发电过程,也是电解反应的逆过程。 2. 燃料电池的应用 2.1能源发电 燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。分为以下几个分单元:①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。 2.2汽车动力 目前,各国的汽车时用量均在不断增加,其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一,特别是发展中国家,由于环境治理的力度不够,这一问题更加突出。于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。质子交换膜燃料电池的出现,解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题,使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点,适合做汽车动力,是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。 2.3家庭用能源 天然气作为一种洁净的能源已经在家庭中被广泛使用,但其主要被用于炊事和生活热水,以天然气为燃料的燃气电池在家庭中的广泛应用在开辟了天然气在家庭中一种新的用途的同时也将解决目前高峰用电紧张的状况。家庭的一切用电无论是电视机、冰箱、空调等家用电气还是电脑等办公设备都可以通过燃料电池来提供电源,作为家庭使用的分散电源,并可同时提供家庭用热水和采暖,这样可将天然气的能量利用率提高到70%~90%。 2.4其它方面的应用 碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池运行时基本没有红外辐射,而且噪音小,用做潜艇动力,可大大提高其隐蔽性;同时由于它们可在常温下启动工作,且能量密度高,还是理想的航天器工作电源。此外,质子交换膜燃料电池还可用作野外便携式电源。 总之,燃料电池的用途将越来越广泛,它将遍布我们身边的每个角落,成为我们生活中不可缺少的能量来源。

质子交换膜燃料电池电催化材料研究综述

质子交换膜燃料电池电催化剂的研究综述 [摘要] 概述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理及电催化剂的特殊性质,总结了近年来的相关研究资料,综述了质子交换膜燃料电池用催化剂在国内外研究现状及目前的研究热点。归纳了近年来提高催化剂稳定性的改进方法,包括改变合金组成、选择高稳定性催化剂载体、制备新型催化剂材料;最后提出了该催化剂材料研究中存在的问题和今后的发展方向。 [关键词] PEMFC;催化剂;载体;性能衰减;稳定性 1.引言 随着全球能源的减少以及环境恶化的加剧,开发环保的新能源逐渐引起了人们的广泛关注。燃料电池(FuelCell)因具有高效、环保、燃料来源广及可靠性高等优点成为各国研究的热点。 燃料电池是一种能直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的电化学装置。而其中的质子交换膜燃料电池(PEMFC)除了具备燃料电池一般的特点之外,还具有可室温快速启动、无电解液流失、无腐蚀、寿命长、比功率与比能量高、重量轻、体积小等突出特点[1]。无论是PEMFC还是其它类型的燃料电池,其关键材料与部件都包括电极、电解质隔膜与双极板三部分。电极是其核心组成部分,而电极性能是由电催化剂性能、电极材料与制作工艺来决定的。其中,电催化剂的性能又决定着电流密度放电时的电池性能、运行寿命及成本等[2]。所以,电催化剂的性能是关系到PEMFC能否真正走向商业化的重要因素,制备出性能优异、成本低、稳定性好的电催化剂将会有力促进PEMFC走向商业化,最终为发电技术开辟新的途径。 2 .质子交换膜燃料电池及其电催化材料 质子交换膜燃料电池(PEMFC)也称固体聚合物电解质燃料电池。以高分子聚合物为电解质,以Pt/C或Pt-Ru/C为电催化剂,以氢气或催化重整气为燃料,以空气或纯氧为氧化剂,以带有气体流动通道的石墨或表面改性金属板为双极板的一种燃料电池,低温燃料电池单体主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外电路,如图1所示。工作时,阳极通过管道或导气板供给燃料(如H2)到达阳极,发生氧化反应,氢在阳极分解成带正电的氢离子和带负电的电子,而质子穿过质子交换膜电解质到达阴极;电池的另一端,阴极通过管道或导

机电一体化专业毕业论文

1.0机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化

新型燃料电池的研究毕业论文

毕业设计(论文)题目名称:新型燃料电池的研究

新型燃料电池的研究Research on new type fuel cells

摘要 能源是经济的的基础。人类为了更有效的的利用能源,一直进行着不懈的努力。利用能源的方式历史上有过多次革命性的变革,每一次变革都极大的推进了社会文明的发展。二次能源中,蒸汽由于传输距离短,难以存储而应用受限;电能虽然传输快、传输距离远,但存在传输过程中存在能量损耗大,难于存储的缺点;而氢能既能远距离传输、又能方便存储,因而成为二十一世纪的理想能源,二十一世纪也被称为氢世纪。多年来人们一直努力寻找既有较高能源效率又不污染环境的能源方式,因而引导出燃料电池发电技术。燃料电池是不经燃烧过程直接把燃料的化学能转化为电能的装置,具有能量转换效率高、污染物排放量少的独特优点。燃料电池凭借着它独特的优势应用在各个领域,加速了社社会的发展,推进了社会的文明。本文简述了燃料电池技术,各类燃料电池的原理以及它们各自的特点,并介绍目前燃料电池在国内外的应用现状,同时指出目前影响燃料电池商品化的主要因素。 关键词:新能源;燃料电池;高效率;环境保护。

Abstract Energy is the basis of the economy. Human beings in order to make more effective use of energy, has been making unremitting efforts. The history of the use of energy, there have been several revolutionary changes each time changes are greatly promoted the development of our society. Secondary energy in the steam due to short transmission distance, it is difficult to store and the application is limited; electricity transmission faster, the transmission distance, but there is energy loss in the transmission process, difficult to store shortcomings; hydrogen both long-distance transmission. can facilitate the storage, and thus become the ideal energy of the twenty-first century, the twenty-first century is also known as a hydrogen century. Over the years people have been trying to find the energy efficiency of higher energy without polluting the environment, and thus lead to a fuel cell power generation technology. The fuel cell is not directly by the combustion process the fuel chemical energy converted into electrical energy, with the unique advantages of high energy conversion efficiency of the discharge of pollutants. The fuel cell by virtue of its unique advantages of application in various fields to accelerate the social development of society, and promote the social civilization. In this paper, the fuel cell technology, the principle of various types of fuel cells and their respective characteristics, and describes the application of fuel cells at home and abroad, noting that the main factors affecting the commercialization of fuel cell. Keywords: new energy; fuel cell; high efficiency; environmental protection.

PEMFC燃料电池催化剂稳定性能研究

PEMFC燃料电池催化剂稳定性能研究 摘要 物理化学是以物理学的思维、数学的逻辑,对化学变化的基本规律做出定量描述和理性推断的一门学科。本学期高等物理化学的学习过程,主要运用了热力学和统计力学的方法对化学体系中的非平衡现象进行了讨论。 电化学是物理化学的一个重要分支,是研究电和化学反应相互关系的科学。聚合物燃料电池(PEMFC)中,Pt一直被认为是效率最高,不可或缺的催化剂。但长期以来,由于贵金属催化剂Pt造成的电池高成本和短使用寿命严重制约了燃料电池的发展。其中,燃料电池催化剂在高电位下的表面氧化态、氧还原反应中的含氧物种的强吸附会使催化剂钝化,活性降低,以及燃料气和空气中的杂质气体SOx、NOx等导致催化剂的中毒的累积效应,是造成燃料电池寿命短的根本原因之一。本文针对近年来PEMFC用铂催化剂稳定性方面的研究工作进行分析评述。首先重点阐述造成Pt/C催化剂活性表面积降低的可能机制,然后总结目前改善铂催化剂稳定性的各种方法及研究现状,最后对铂催化剂的稳定性研究进行简单的展望。 关键词:电化学,PEMFC,催化剂,稳定性 1.质子交换膜燃料电池概述 能源是国民经济发展的动力,是关系国计民生的大事。然而,随着世界经济的发展和人均能源消耗的持续增大,石油、煤炭等不可再生资源日渐枯竭,全球性能源短缺问题日益突出。燃料电池正是以其高效和清洁的特点适应了可持续发展的要求,因而受到国内外广泛重视,被认为是21世纪的首选环保高效的发电技术。质子交换膜燃料电池(PEMFC) 除具有燃料电池的一般优点,如能量转换效率高和环境友好等外,还具有比功率与比能量高、工作温度低、可在室温下快速启动和寿命长等突出优点,是理想的移动电源和便携式电源,也是最有发展前途和最有望于应用于汽车的一种燃料电池[1]。 1.1发展历程及现状 燃料电池的现代发展起始于20世纪60年代初期。80年代,欧美发达国家和日本等国将大型燃料电池的开发作为重点探究项目,并且取得许多重要成果。《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为21世纪10大高新技术之首;2003年4

风能-氢燃料电池一体化联用系统设计 物理学毕业论文

分类号:TM911.4 U D C:D10621-408-(2012)1985-0 密级:公开编号: 成都信息工程学院 学位论文 风能-氢燃料电池一体化联用系统设计 论文作者姓名: 申请学位专业:材料物理 申请学位类别: 指导教师姓名(职称): 论文提交日期:

风能-氢燃料电池一体化联用系统设计 摘要 风能为可再生的清洁能源,但储能和上网等环节存在不少问题。氢燃料电池具有绿色环保,效率高,低噪音等特点,还是一种非常好的储能手段。将风能与氢燃料电池联用,是近年来新能源研究和推广的热点。本文研究了氢燃料电池和风力发电机的原理,设计出了一套风电-氢燃料电池一体化联用系统,并配置了电解槽和贮氢装置,使风能和氢燃料电池发挥各自的优势,以达到系统最大的利用。在研究系统运行参数的基础上,本文还对系统进行了进一步优化。本文所设计的风电-氢燃料电池一体化联用系统具有寿命长,易于维护,运行简单等特点。本文的研究将促进风能的利用,进一步推动我国的新能源建设。 关键词:风能;氢燃料电池;一体化;设计

Integration Design of Wind Energy - Hydrogen Fuel Cell Abstract Wind energy is a new renewable energy. But there are some problems for energy storage and energy grid. Hydrogen fuel cell has the characteristics of environment friendly, high efficiency, low noise. And also is a very good energy storage method. In recent years, integrating the hydrogen fuel cell and wind turbines is popular in new energy researching and extension field.The principle of hydrogen fuel cell and wind turbines have discussed in this article. The hydrogen fuel cell and wind turbines have been integrated. An electrolyzer and a hydrogen storage system have been added. The integrating of wind and hydrogen fuel cell can achieve maximum utilization value. The system parameters have been designed for operation. The system optimization measures were discussed. The designed system has a long life, ease maintenance, simple operation. This study is of significance for the further application of wind energy and the construction of new energy Key words: hydrogen fuel cell; wind energy;design; integration

燃料电池中催化剂的电化学性能研究进展

收稿日期:20180622三基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2012J 05101 )三作者简介:余培锴(1992),男,福建厦门人,厦门理工学院硕士研究生;通信作者:李月婵(1983),女,福建厦门人,厦门理工学院副教授,博士三第36卷 第4期 2018年 8月沈阳师范大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g N o r m a lU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )V o l .36N o .4A u g .2018文章编号:16735862(2018)04036908燃料电池中催化剂的电化学性能研究进展 余培锴,李月婵 (厦门理工学院材料科学与工程学院,福建厦门 361024 )摘 要:能源已经成为了社会进步与发展不可或缺的基础三人类与技术的快速发展无疑使 一些不可再生能源被急剧消耗,各种因能源消耗而引发的环境问题接踵而来三这些因素都会成为 社会发展的绊脚石三因此,以3E (E c o n o m y ,E n e r g y ,E n v i r o n m e n t )为出发点来大力开发可再生能源成为一个必然趋势三燃料电池是一种将阳极燃料与阴极助燃剂之间发生氧化还原反应所产生 的化学能转化为电能的绿色能源装置,因能量密度高二燃料成本低和常温下即可发生反应等优点, 被认为是21世纪最为理想的发电装置, 也逐渐引起了世界各国的广泛关注三关 键 词:能源;燃料电池;电催化剂 中图分类号:N 33 文献标志码:A d o i :10.3969/j .i s s n .16735862.2018.04.014R e s e a r c h p r o g r e s s o n p e r f o r m a n c e o f c a t a l y s t s i n f u e l c e l l s Y U P e i k a i ,L IY u e c h a n (C o l l e g e o fM a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,X i a m e nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,X i a m e n361024,C h i n a )A b s t r a c t :E n e r g y h a s p l a y e da n i n c r e a s i n g l y i m p o r t a n t r o l e i nt h ed e v e l o p m e n t a n d p r o g r e s so f t h e s o c i e t y o f h u m a nb e i n g .t h e r e i s n od e b t t h a t n o n -r e n e w a b l e e n e r g y r e s o u r c e i s g r a mm a t i c a l l y c o n s u m e dd u e t o t h e r a p i dd e v e l o p o f h u m a nk i n d a n d t e c h n o l o g y .W h a t i sm o r e ,t h e s e f a c t o r s c a n h i n d e r t h e a d v a n c e m e n t o f t h es o c i e t y o fh u m a nb e i n g .T h e r e f o r e ,i t i s m o r ea n d m o r en e c e s s i t y t h a tw eh u m a nb e i n g s h o u l dt r y o u rb e s t t oe x p l o i t r e n e w a b l ee n e r g y s o u r c e so nt h eb a s i so f3E (E c o n o m y ,E n e r g y ,E n v i r o n m e n t ).F u e l c e l l s a r e t h ed e v i c e s i n g r e e ne n e r g y t h a t t h e y c a nc o n v e r t c h e m i c a l e n e r g y ,o w n i n g t o r e d o xr e a c t i o n b e t w e e n f u e l so f t h ea n o d ea n do x y g e no f t h e c a t h o d e ,i n t o e l e c t r i c a l e n e r g y .F u e l c e l l s h a v e b e e n s e e n a s a k i n d o f i d e a l p o w e r - g e n e r a t e d d e v i c e s a n d p a i d a t t e n t i o nb y r e s e a r c h e r s f r o ma l l o v e r t h ew o r d a s c r i b e t o i t s h i g h c a p a c i t y d e n s i t y ,l o wc o s t a n d l o w w o r k i n g t e m p e r a t u r e .K e y w o r d s :e n e r g y ;f u e l c e l l ;e l e c t r o c a t a l y s t 1 燃料电池简介 伴随着全世界各国的经济(E c o n o m y )的高速发展,能源(E n e r g y )危机和环境(E n v i r o n m e n t )问题日益突出,3E 关系是人类世界发展与生存所导致的必然结果,如图1所示三目前,人类能够获得的能源主要依靠于化石能源二核能,还依靠一些比如太阳能二风能二地热能和潮汐能等能源三其中化石能源二核能为非再生能源,为非清洁能源三太阳能二风能可以再生,为可再生能源三过度依赖石油二煤二天然气等化石能源,其储量日益枯竭,并且对环境的污染越来越严重三现在全球都在积极采取措施来解决能源危机二环境污染和气候异常等问题三近年来,我国卓有成效的经济和社会

微生物燃料电池毕业设计论文

微生物燃料电池毕业论文 目录 A BSTRACT .................................................. 错误!未定义书签。第一章.文献综述 (1) 1.1能源发展与环境问题 (1) 1.2微生物燃料电池 (1) 1.2.1 微生物燃料电池的工作原理 (1) 1.3微藻型微生物燃料电池 (2) 1.3.1 微藻阳极底物型MFC (3) 1.3.2微藻生物阳极型MFC (3) 1.3.3微藻生物阴极型MFC (5) 1.4微生物燃料电池的应用前景 (5) 1.5本课题研究容,目的及意义 (6) 1.5.1本课题研究目的及意义 (6) 1.5.2 本课题的主要研究容 (6) 第二章实验材料与方法 (7) 2.1实验材料 (7) 2.1.1主要试剂及仪器 (7) 2.1.2实验装置 (8) 2.2实验方法 (9) 2.2.1 MFC的接种及启动运行 (9) 2.2.2 MFC运行条件 (11) 2.2.3 测定指标及方法 (12) 2.2.4 实验材料处理方法 (12) 2.2.5实验容 (12) 第三章结果与讨论 (14)

3.1各周期输出电压的情况 (14) 3.2各周期阴极藻的生长情况 (15) 3.3各周期阳极人工废水的COD处理情况 (16) 3.4各周期阴极溶氧的变化情况 (17) 第四章结论与展望 (20) 4.1结论 (20) 4.2展望 (21) 参考文献 (22)

第一章.文献综述 1.1能源发展与环境问题 能源是人类赖以生存的物质基础,它与社会经济的发展和人类的生活息息相关,开发和利用能源资源始终贯穿于社会文明发展的整个过程。20世纪50年代以后石油危机的爆发,对世界经济造成了巨大影响,国际舆论开始关注起世界“能源危机”问题。世界能源危机是人为造成的能源短缺。联合国环境署的报告表明,整个地球的环境正在全面恶化,环境问题是一个全球性问题。社会发展至今天,人类己经强烈地意识到和感受到生存环境所受的威胁,也热切地期盼着生活空间质量的改善。目前国际社会关注的全球性环境问题主要包括:臭氧层破坏、温室效应和气候变暖、大气污染和酸雨、生物多样性减少、放射性物质污染、海洋污染和海洋生态系统的破坏等,尤其是全球气候变化、酸雨和大气污染、海洋污染和海洋生态系统的破坏等重大环境问题,日益受到世界各国的普遍关注。而这些问题的产生,均与能源的开采、加工或利用有着密切的关系[1]。随着经济的不断发展,能源和环境问题日益突出。如果能源和环境问题得不到有效解决,不仅人类社会可持续发展的目标难以实现,而且人类的生存环境和生活质量也会受到严重影响。因此,世界各国在能源的战略和政策上更加强调能源与环境的关系,更加注意环境保护的重要性[2]。 1.2 微生物燃料电池 微生物燃料电池(MFC)是利用酶或者微生物作为阳极催化剂,通过其代谢作用将有机物氧化产生电能的装置,它属于生物质能利用技术中的生物化学转化技术,将生物质转化为电能。将微生物燃料电池应用到废水处理领域,在处理有机废水的同时获得电能,是缓解当前能源危机和解决环境问题的有效途径,也是环境能源领域的热点研究课题之一。 1.2.1 微生物燃料电池的工作原理 微生物燃料电池利用微生物作为反应主体,利用微生物的代谢产物作为物理电极的活性物质,引起物理电极的电位偏移,增加了电位差,从而获得电能,即将燃料的化学能直接转变为电能。以有质子交换膜的双室微生物燃料电池为例(如图1),它的工作原理[3,4]是:在阳极区,微生物将有机底物氧化,这个过程要伴随电子和质子(NADH)的释放;释放的电子在微生物作用下通过电子传递介质转移到电极上;电子通过导线转移到阴极区,释放出来的质子透过质子交换膜也到达阴极区;在阴极区,电子、质子和氧气反应生成水。随着阳极区有机物的不断氧化和阴极反应的持续进行,在外电路获得持续的电流。以葡萄糖为例,其反应式如下:

燃料电池电极催化剂——石墨烯的性能评估

本科毕业论文 燃料电池电极催化剂——石墨烯的性论文题目: 能评估 姓名:张航琦 学号:1020120101 班级:10205101 年级:2014 专业:应用化学 学院:化学生物与材料科学学院 指导教师:宋少青(博士) 完成时间:2014年 5月26日

作者声明 本人以信誉郑重声明:所呈交的学位毕业设计(论文),是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计(论文)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本毕业设计(论文)引起的法律结果完全由本人承担。 本毕业设计(论文)成果归东华理工大学所有。 特此声明。 毕业设计(论文)作者(签字): 签字日期:年月日 本人声明:该学位论文是本人指导学生完成的研究成果,已经审阅过论文的全部内容,并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。 学位论文指导教师签名: 年月日

燃料电池电极催化剂——石墨烯的性能评估 张航琦 The fuel cell electrode catalyst - Performance Evaluation of grapha Zhanghangqi

摘要 随着石化资源的日渐消耗,新能源的研究愈来愈发的紧迫,而燃料电池的研发可以为人类带来无尽的发展前景。因为碳元素和化合物的有多种排列顺序的选择,造成了碳的多种不同形态如碳纳米管,石墨烯等含有特殊性质的碳元素,这些碳单支和化合物在材料、物理和化学中的表现在最近几十年中得到了科学家们的重视开始了这些领域的研究和发展。 关键词:燃料电池,催化剂,石墨烯

新能源汽车毕业论文

新能源汽车 目录 摘要 (3) 1.什么是新能源汽车 (4) 2现代汽车信息处于爆炸的时代 (5) 3 混合型汽车的好处 (5) 4我国信息资源在汽车维修界的应用前景 (6) 5Profibus现场总线技术在汽车制造业中的应用 (7) 6.结论 (8) 新能源汽车 摘要: 针对汽车综合性能检测设备选型问题,提出一种针对基于可拓理论的检测设备选型方案的评价方法,即以规范性、经济性、技术性、服务性、节能环保性、人机关系等要素为检测设备选型的评价准则体系,利用专家经验建立期望选型方案的物元模型和备选方案的物元模型,从而通过可拓关联度直接评价选型方案的优劣。试验表明,基于可拓理论的综合性能检测设备选型方法可有效评价选型方案的优劣。 主题词:新能源汽车可拓理论 新能源车到底与普通汽车版汽车到底差别在哪里?绝对不仅仅是“血液”的问题。更多的结构性的变化也尽在其中。以下对新能源的技术做细节的比对,新能源车的心脏到底有何不同?它们都有着什么样的技术,它们对节能环保都起到了哪些作用,是什么样的工作原理在支持……才能描绘出令人惊赞的低碳节能的工作成绩。 弱混与强混的油电混合技术 在北京车展上,大家可以看到的混合动力车型主要有“弱混”、“强混”和“双模”三种技术类型。 其中,“弱混”车型的工作状态是车辆在启动时电动机开始工作,汽油发动机并没有点火工作,所有的设备工作都是依靠动动机来提供动力。当你松开制动踏板

踩下油门起步时,汽油发动机才会启动工作。当用户深踩油门加速时,汽油发动机和电动机将同时协同工作,让提速变的更加明显。当车辆在高速行驶时动力则完全来自汽油发动机,也就是说电动机只是在汽车加速时介入。如果当前方遇到红灯用户踩下刹车减速时,车辆的动能并不是像普通车辆那样转化为制动系统的热能而被白白浪费掉,此时电动机将变身为发电机,它回收损失掉的动能,并以电能的形式存于蓄电池中。这种刹车就会给电池充电相当于“免费加油”的畅快感觉正是混合动力车的魅力所在,是普通车辆所无法给予的。在车辆停稳怠速时,汽油发动机将会关闭,此时只有电动机工作,这就避免了怠速时所产生的高油耗,同时也实现了零油耗和零排放,之后车辆起步时又会重复上面的工作流程。 从上述的工作状态我们可以看出“弱混”车型主要节油环节在于点火时发动机 并不启动,怠速时发动机也是关闭的,起步和加速时电动机可以提供动力辅助,刹车时可以把损失的动能转化为电能,高速行驶时多余的能量还能被转化为电能储存在蓄电池中,这就降低了燃油释放能量的损失,提升了燃油的利用效率。同时还有一点值得读者注意的就是,混合动力车型由于加速过程中有电动机提供动力辅助,因此其一般都采用的是小排量汽油发动机,就可以达到大排量发动机的动力感受(有点类似增压发动机的味道),这在一定程度上也节约了燃油。 “弱混”技术的优势就是制造成本相对低廉,能很好平衡技术与售价的关系,电动系统体积相对小巧不会占用过多空间。 和“弱混”相对的技术就是“强混”,其特点是动力系统以电动机为基础动力,汽油发动机为辅助动力。与“弱混”不同的是“强混”电动机的功率更为强大,完全可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。因此“强混”车型无论是在起步还是低速行驶状态下都不需要启动发动机,仅依靠电动机都可以完全胜任,在低速状态下完全就是一款“电动车”的姿态。 当踩下油门加速时,随着速度的提升汽油发动机就会启动和电动机通过智能系统来协同高效的工作。当车速达到汽油发动机的经济时速时,汽油发动机的优势得以全面发挥,并成为车辆的主要动力来源,同时汽油发动机产生多余的能量会用来带动发电机为电池充电。 在急加速和全速运行状态下车辆需要极大的驱动力,因此电动机也会全速运行协同高速运转的汽油发动机同时发挥两者的最大性能,进而达到1 1的效果。当用户遇到状况刹车时,汽油发动机和电动机就会立即停止动力供应,达到节约燃油和电能的目的,同时利用车辆动能带动发电机为电池充电。 从上述的工作状态我们可以看出“强混”车型主要节油环节除了拥有“弱混”特点之外,其还具有在车辆起步和低速行驶时完全依赖电动机驱动的能力,很好的解决了城市行车中起步、停车、再起步时的油耗很高的问题,因此“强混”可以说是“弱混”的进化版本,克服了“弱混”需要频繁启动汽油发动机的问题,从而进一步的降低了油耗。“强混”可以说是一种比较优秀的解决方案,非常适合拥堵的城市中需要频繁起步停车的行驶状态。在这样的拥堵的行驶状态下可以实现零油耗零排放。当然要享受这些好处的前提就是要付出比“弱混”更高的价钱和为性能更强大的电动机和电池组牺牲些空间。 除了“弱混”和“强混”之外还有一类比较特殊的混合动力车型在国内销售,那就是中国第一款完全自主技术的比亚迪F3DM双模电动车。所谓“双模”就是在电动车系统(EV)的基础上又加入了一个混合动力系统(HEV),“双模”可以说是“强混”的升级加强版。目前市售的“双模”车型只有比亚迪F3DM一款。 自然能源转换电动车技术

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