现代化学 文献综述
化学sci写作模板

化学sci写作模板1.引言引言部分是文章的开篇,用来引入阐述的主题。
在化学SCI写作模板中,概述部分的内容应该包括对研究背景和问题的阐述,以及对研究方法和目标的简要介绍。
下面是文章1.1 概述部分的一个例子:概述化学科学作为一门研究物质及其变化的学科,在现代社会中具有重要的地位和作用。
随着科学技术的不断发展,化学领域出现了许多新颖的研究领域和探索方向。
本文旨在探讨并总结化学SCI写作的模板和要点,帮助化学科研人员更好地理解和运用SCI写作规范,提高论文质量和写作效率。
首先,我们将对SCI写作模板的结构进行梳理。
一个完整的SCI论文通常包括引言、实验方法、结果与讨论、结论等部分。
每个部分都有其特定的写作方式和要求,科研人员需要清晰地掌握各部分的内容和结构,使论文更具条理性和逻辑性。
其次,我们会详细介绍SCI写作中的一些重要要点。
比如,在引言部分,研究背景的描述应该精炼明确,突出研究的重要性和意义;在实验方法部分,需要详细描述实验设计、材料与方法,以确保实验可复现;在结果与讨论部分,要准确地呈现实验结果,并结合相关文献进行分析和解释。
在本文的正文部分,将依次对这些要点进行阐述和详细解释,以帮助读者更好地掌握SCI写作的技巧和方法。
总之,本文将从概述SCI写作模板的结构和重要要点开始讲解,以帮助化学科研人员在写作过程中更好地把握论文的结构和要求。
通过深入理解和掌握SCI写作规范,我们有望提高化学论文的质量和影响力,为化学研究提供有力的支持。
接下来,我们将详细介绍SCI写作中的各个要点,希望本文能对化学界的科研人员有所启发和帮助。
1.2 文章结构2. 文章结构在本文中,我将按照以下结构来展开我的论述:2.1 背景介绍:首先,我将简要介绍化学领域的背景和重要性。
我会提及化学在各个领域的应用以及其对我们日常生活的影响。
2.2 文献综述:接下来,我将对已有的相关文献进行综述。
通过分析和比较不同研究的方法和结果,我将展示目前的研究进展和存在的问题。
表面活性剂文献综述

表面活性剂一、表面活性剂的性质1.表面活性剂的定义表面活性剂(surfactant),是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
2.表面活性剂的结构特点表面活性剂分子具有独特的两亲性:一端为亲水的极性基团,简称亲水基,也称为疏油基或憎油基,有时形象地称为亲水头,如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2;另一端为亲油的非极性基团,简称亲油基,也称为疏水基或憎水基,如R-(烷基)、Ar-(芳基)。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
3.表面活性剂的性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。
许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。
表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。
当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。
表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。
在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。
表面活性剂系统的热动力学很重要,不论是理论上还是实践上。
因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。
表面活性剂溶液可能含有有序相(胶束)和无序相(自由表面活性剂分子和/或离子)。
胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部,避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部,与极性的水分子发生作用,并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。
文献综述 - DN3200光气合成塔设计

毕业设计(论文)文献综述毕业设计题目:DN3200光气合成塔设计所在学院:机电学院班级:姓名:学号:指导教师:合作导师:无合作导师日期:2013 年10 月24 日1文献综述一.前言什么是合成塔?合成塔是进行合成反应的一种设备。
应用于氨、氯化氢、甲醇、尿素等的合成和重油的加氢等,它的结构、材料和形成随反应物和反应条件不同而不同。
光气是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、染料、医药、精细化学品和异氰酸醋的生产。
随着近几年异氰酸醋市场的蓬勃发展,许多异氰酸醋厂家纷纷或者建设新厂或者扩产改造,以提高产量满足市场需求作为异氰酸醋生产主要原料之一的光气的需求增长显著。
二.主题部分1.合成塔的主要设备特点进入合成塔的其他主要由两部分组成,一部分是占气体总量65%-70%的主反应气,从塔底进入位于塔内最底层的换热器和中心管进行加热,升温至360℃-370℃,进入第一催化剂床层反应,反应温度达到470℃-480℃,,另外一部分为为热护气和冷护气的混合气体,约占总气体量的30%-35%,由下而上进入合成塔内件与壳层的环隙,从塔顶顶部进入催化剂层冷管束,被管外热气加热至250℃,上升至冷激分气盒进入催化剂第二床层。
主反应气与热护气和冷护气的混合气体在第一反应床层混合后依次进入第二、第三床层反应。
进入合成塔内件与壳层环隙的气体主要起保护作用:因为合成氨的反应条件为高温高压,而塔设备的材料决定了其只能在反应时承受高温或者高压,而不能同时承受高温高压,进入环隙的保护气在加压后压力和塔内的压力相当,避免了塔内件承受高压而只承受高温,同时气体处于低温状态可以吸收反应放出的热量,避免了塔的壳层承受高温而只承受高压。
反应放出的热量对保护气加热也实现了能量的充分利用。
2.研究合成塔的意义2.1合成氨对农业的意义氨作为合成氨工业的最终产品,它主要用于生产化肥,从而应用于农业生产,因此合成氨技术对农业生产具有重要的意义。
2.1.1提高粮食产量2据联合国粮食组织(FAO)统计,在1950-1970的20年中,世界粮食总产增加近1倍,其中因谷物播种面积增加10600万公顷,所增加的产量占22%;由于单位面积产量提高所增加的产量占78%。
乙烯生产工艺文献综述

乙醇脱水制乙烯研究进展学生:郭新东:乙烯的性质用途和乙烯的生产方法文献查找涂吉:乙烯制备的催化剂和反应条件文献查找陈雪桥:内循环无梯度反应文献查找匡向伟:归纳整理指导老师:邹琳玲江汉大学化学与环境工程学院摘要:乙烯是一种重要的化工原料,目前广泛的应用于工农业、医学领域,随着下游工业的发展,目前国内乙烯处于供不应求的状况,同时由于能源的压力,乙醇脱水制乙烯工艺引起了广泛的关注。
本文综述了乙烯的生产方法,着重介绍了乙醇脱水制乙烯工艺的研究现状。
关键词:乙烯;乙醇;无梯度Abstraction:Ethylene is an important chemical raw material, which is widely used in industry and agriculture and medicine. With the development of downstream industry, the domestic ethylene is in an unfavorable situation. At the same time, due to the pressure of energy, ethanol dehydration to ethylene technology has aroused widespread concern. In this paper, the production method of ethylene is reviewed, and the research status of the technology of ethanol dehydration to ethylene is introduced emphatically.Key word:Ethylene; Ethanol; No Gradient1. 乙烯的性质用途1.1 乙烯理化性质乙烯是具有碳碳双键(C=C)的最简单的化合物。
对亚硝酸根的多种分析检测方法文献综述

文献综述对亚硝酸根的多种分析检测方法1. 前言亚硝酸盐是一种广泛存在于食品、地表水和土壤等物质中的重要化合物。
亚硝酸盐在维持血液流动平衡和含氧量低的含氮氧化合物的代谢平衡等生理反应过程中起着不可替代的作用。
但也造成了许多危害,比如作为食品添加剂和防腐剂时,由于含氮亚硝基化合物可长期残留在蔬菜食品中,人类若经常食用便会在体内富集从而导致胃癌、食道癌等重大疾病。
因此,为了保护人类身体健康和赖以生存的自然环境,建立简便、灵活、准确的亚硝酸根分析方法显得尤为重要。
近几十年来,采用电化学方法、色谱法和分光光度法测定亚硝酸盐含量的方法屡有报道。
其中电化学方法由于仪器简单、灵敏度高、检测快速而受到关注。
电化学方法测定亚硝酸根一般是根据亚硝酸盐的氧化或还原过程来对其进行定量分析,相比而言利用亚硝酸盐的氧化过程进行测定具有不受硝酸盐和氧气的影响等优势。
本文将对亚硝酸根的分析检测现状做一定的探讨。
2. 相关分析检测现状和发展2.1 电化学分析法电化学分析是仪器分析的重要组成部分之一,与光分析、色谱分析一起构成了现代仪器分析的三大支柱。
电化学分析所包含的内容丰富,发展迅速。
该领域中各种新方法、新技术不断出现,电化学分析法已经建立起比较完善的理论体系,在现代化学工业、生物与药物分析、环境分析等领域有着广泛的应用,特别是在生命科学领域更是发挥着其他分析方法难以取代的作用。
电化学分析法的特点;①灵敏度较高。
②准确度高。
如库仑分析法和电解分析法的准确度很高,前者特别适用于微量成分的测定,后者适用于高含量成分的测定。
③测量范围宽。
电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定;电解分析法、电容量分析法及库仑分析法则可用于中等含量组分及纯物质的分析。
④仪器设备较简单,价格低廉,仪器的调试和操作都较简单,容易实现自动化。
⑤选择性差。
电化学分析的选择性一般都较差,但离子选择性电极法、极谱法及控制阴极电位电解法选择性较高。
根据所测量电学量的不同,电化学分析法可分为电导分析法、电位分析法、伏安法和极谱分析法、电解和库仑分析法。
α-二亚胺的性质与重要应用【文献综述】

毕业论文文献综述应用化学α-二亚胺的性质与重要应用1. α-二亚胺简介α-二亚胺是一类含有-N=C-C=N-的结构的不饱和双键化合物(如图1),α-二亚胺目前广泛用于催化剂方面的研究。
例如,α-二亚胺配体被广泛应用于稳定有机金属络合物,它是通过简单的一分子二酮与两分子烷基或者芳基胺之间的缩合反应获得的,由此可获得多种α-二亚胺配体。
α-二亚胺易于制备,并且对热水和空气都有一定的稳定性,其还原电势较高(例如α-二亚胺配体I(R=tBu)的还原电势为E SCE=1.882 V)。
这些优点使得α-二亚胺在工业催化上应用广泛。
图1 α-二亚胺2.α-二亚胺的性质2.1α-二亚胺的还原和偶联反应[Yb(C9H7)2(thf)2]和[ph-N=C(Me)- (Me)-C=N-ph]以1:2反应(如图2)生成的产物(用A表示)是顺磁性的。
X射线测试显示A是一类双核的物质。
这个结构是μ-η5:η4-配位茚基配合基和μ-η4:η4-配位DAD配合基这个不寻常的桥接导致的。
A中的两个镱原子分别通过两个茚基配位基来配位,但是是用不同的配位方式配位的。
图2 [Yb(C9H7)2(thf)2]和[ph-N=C(Me)- (Me)-C=N-ph]以1:2反应A中的Yb-C(C-茚基)的平均长度稍微不同于Yb1-C (2.680(8)和 2.624(8)Å)以及Yb2-C (2.700(16)Å)。
它们都比起始的原料二茂镱(2.73 Å)的要短,但是却要明显长于三价镱茚基衍生物中的相应距离。
通过X射线和有效磁距分析数据,表明化合物A是一种同时包含了Yb II和Yb III[12]的混合价化合物。
其中DAD配位基具有二负离子特征。
有趣的是,[Yb(C9H7)2(thf)2]和[ph-N=C(Me)- (Me)C=N-ph]以等摩尔量反应(如图3)的产物(以B表示)也是顺磁性的。
X射线分析表明,B的分子结构由两个双核单位构成[Yb2(μ-η5:η4-C9H7)(η5-C9H7)2{μ-η4:η4-PhNC-(CH2)=C(Me)NPh}] (A-H),它们是从A中产生的,这是氢从单位亚氨基的甲基中摘取的。
催化剂文献综述

文献综述(含主要参考文献)近代化学工业,特别是煤和石油化工的飞速发展,数以千计的化学原料和商品生产都与催化学科的技术成就、催化剂的开发密切相关;另外,现代人类面临的许多困难,像能源、自然资源的开发以及污染等问题的解决,也都部分地依赖于催化过程。
因此,催化过程及催化剂的研究使用受到世界各国政府、产业部门和科研机构的重视。
可以说,催化化学及催化剂在国民经济中具有十分重要的意义。
由于催化科学和技术的飞速发展,在不同的历史阶段人们对催化现象的认识和应用在不断更新,有关催化剂和催化作用的定义也曾有过不同的表述[1]。
在此,只对其中一种目前都比较认可的催化剂定义简述如下:在一个反应体系中,若存在某一种类物质,可使反应速率明显变化(增加或减少),而其本身的化学物质和数量在反应前后基本保持不变,这种物质称为催化剂。
催化剂可以是正催化剂,也可以是负催化剂,一般如不特别说明,都是正催化剂。
在现代化学工业、石油加工工业、食品工业、制药工业及环保行业等部门中催化剂的使用非常广泛,因而催化剂的种类也相当繁多。
对于催化剂的分类[2],有许多不同的方法,在此只对按催化剂的元素及化合态分类这一种分类方法做一详述。
按催化剂的元素及化合态分类,催化剂可分为:(1)金属催化剂,多数为过渡元素,在氧化还原机理的催化反应中最为常用;(2)氧化物催化剂与硫化物催化剂,当其为过渡元素化合物时,亦是氧化还原型机理的催化反应中常用的催化剂;(3)酸、碱、盐催化剂,主要用于酸碱型机理的催化反应;(4)金属有机化合物,为络合催化机理反应中常用的催化剂。
由于催化剂广泛应用于许多行业部门,关于催化剂的制备也就成了广大化学工作者普遍关心的问题。
目前,催化剂制备的常用方法有混合法、浸渍法、沉淀法、凝胶法以及熔融法等[2]。
在催化剂中有很大一部分的活性组分是负载于载体上的,载体与活性组分的组合方法则有混合法、浸渍法、离子交换法、沉淀法、共沉淀法及喷雾法等。
载体除了作为催化剂的基底,还可减少催化剂的收缩,增大催化剂的机械强度,改善活性组分的活性、选择性及对毒物的抵抗能力等[3]。
对羟基醛氧化成羟基酸的研究文献综述【文献综述】

毕业论文文献综述化学工程与工艺对羟基醛氧化成羟基酸的研究一.前言在醛氧化为酸的文献中,有很多涉及到羟基醛的氧化。
羟基醛的氧化大多为化学氧化。
在氧化剂和催化剂的选择上都有所不同,如果氧化剂的氧化性很强,则有可能使羟基也被氧化,这样就达不到选择性氧化的目的。
所以一般选择比较温和的氧化剂,例如某些价位不很高的金属离子、次溴酸、溴水、次碘酸等[1-3],在催化剂作用下氧气(空气)的催化氧化也比较多。
以羟基新戊酸的装备为例,羟基醛的电氧化以葡萄糖电氧化研究居多,包括葡萄糖的直接电氧化和间接电氧化。
对葡萄糖的直接电氧化研究多在Pt电极上进行[4-6]。
在碱性介质中,D-葡萄糖在单晶Pt电极上电氧化,反应速率受电极表面晶相的影响很大,对于大多数被研究的电极表面,都有三个伏安峰在H吸附电位区域、双电层区域和阳极成膜区域,最有活性的表面是Pt(111)。
另外发现,糖的氧化与Pt表面形成的羟基自由基吸附层有关。
Kokkinidis等[7]研究了D-葡萄糖在碱性溶液中,在Pt、Rh和Ir上的阳极氧化,其中Pt是最好的电化学催化剂,催化能力顺序为Pt>Pd>Rh>Ir。
Hsiao等[8,9]用循环伏安方法研究了D-葡萄糖在金电极上直接电氧化,考察了吸附阴离子的影响和葡萄糖在单晶和多晶Au电极表面上电氧化行为,在磷酸盐缓冲溶液(pH=7.4)中,反应的决速步为H和C1键的破坏,产物为葡萄糖酸钠。
一般认为电氧化葡萄糖只有在碱性条件下进行,但该文表明,在酸性条件下葡萄糖的电氧化也可以进行,只要没有较强的吸附阴离子存在即可。
此反应的机理与Au电极上的吸附羟基自由基OH abs有关。
反应分三步,首先是Au电极吸附羟基自由基,然后在电极表面羟基自由基氧化C1上的H,最后糖内酯水解为葡萄糖酸。
姜力夫等[10]人在PbO2和石墨电极上进行了葡萄糖直接电氧化制备葡萄糖酸,电流效率达60%。
除上述研究外,还有人研究了Pt、Au等贵金属上葡萄糖的直接电氧化除上述研究外,还有人研究了Pt、Au等贵金属上葡萄糖的直接电氧化[11-14]。
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燃料电池的概况与发展能源是经济发展的基础,没有能源工业的发展就没有现代文明,人类为了更有效地利用能源一直在进行着不懈的努力。
历史上利用能源的方式有过多次革命性的变革,从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机,每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。
现在我们赖以生存的能源体系中,80%都依靠化石燃料——煤和石油。
煤和石油是不可再生资源,会很快被用尽。
而且随着现代文明的发展,人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病:一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能,这种转化受卡诺循环及材料的限制,效率很低,一半以上的能量白白地损失掉了;二是传统的能源利用方式给人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声污染。
随着世界化石燃料储藏量的不断减少,地球生态环境的日益恶化,人类正面临有史以来最严重的环境危机。
由于人口急剧增加,资源消耗日益扩大,人口与资源的矛盾越来越尖锐;此外,人类的物质生活随着工业化而不断改善的同时,大量排放的工业污染物及生活污染物使人类的生存环境更迅速恶化。
因此,燃料电池越来越被重视。
多年来人们一直在努力寻找既有较高能源利用率又不污染环境的能源利用方式,燃料电池发电技术就是其中的一种。
早在内燃机问世之前,1839年英国人威廉·格罗夫(Willian Grove)就展示了世界第一台以稀硫酸为电解质,氢气和氧气为燃料的电化学电能转化装置。
然而在20世纪50年代之前,由于电极过程动力学理论的落后以及内燃机这种相对简单的能量转化装置的应用,燃料电池的发展一直处于停滞状态。
直到20世纪60年代,美国用燃料电池为阿波罗等宇宙飞船提供电源。
在宇航工业发展的推动下,常温氢氧燃料电池技术有了长足的发展,但由于当时燃料电池系统造价昂贵,因此只应用在航天、军事等特殊场合。
近年来,由于矿物资源的日趋贫乏和生态环境问题日益受到重视,为此人们迫切希望发展高效的、既可节省有限矿物资源同时又可减少CO2排放的发电技术。
燃料电池发电技术正好能够满足以上要求,因此重新受到了人们的重视。
燃料电池(FC)是继火力、水力和核能之后的第四种发电方式,传统的发电方式是通过燃烧过程将燃料的化学能转化为热能,再通过一系列的转换,最终转化为电能。
由于热机循环受到“卡诺定律”的限制,因而转换效率很低,一般在30%~40%。
再加上电厂离用户比较远,长距离输电过程中电能又会损失一部分,所以一次能源的利用效率很低。
燃料电池是将储存在燃料和氧化剂的化学能通过电化学过程,直接转化为电能,同时释放出热量。
因为不经过燃烧过程,因而能量转换效率不受“卡诺循环”限制,因此发电效率可达60%~80%以上,实际使用效率是内燃机的2~3倍。
若充分利用余热回收,燃料电池的总效率可达85%,而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修,除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,直接转化为电能的装置。
当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时,它可以连续发电。
燃料电池的组成与一般电池基本相同,其单体电池是由正负两个电极(负极为燃料电极,正极为氧化剂电极)以及电解质组成;不同的是,一般电池的活性物质贮存在电池内部,限制了电池容量,而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。
因此,燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。
电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。
这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池的基本工作原理。
氢-氧燃料电池中的化学反应是电解水的逆过程,具体电极反应为:负极 H +2OH-→2H2O +2e正极 0.5O +H2O +2e →2OH-电池反应 H +0.5O2→H2O另外,必须有一套相应的辅助系统,包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等,燃料电池才能工作。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板及其两侧配置的燃料极(阳极)、空气极(阴极)和气体流路构成,气体流路的作用是给燃料电池输送燃料气体和空气(氧化剂气体)。
实用的燃料电池中因电解质不同,经过电解质与反应相关的离子种类也不同。
PAFC和PEMFC反应中与氢离子(H+)相关,发生的反应为:燃料极 H2=2H ++2e (1)气极 2H++0.5O2+2e =H2O (2)总反应 H2+0.5O2+2e =H2O (3)在燃料极中,供给的燃料气体中的H2变为H+和自由电子;H+移动到电解质中与空气极一侧供给的O2发生反应;自由电子经由外部的负荷回路,再返回到空气极一侧,参与空气极一侧的反应。
从反应式(3)可以看出,H2和O2生成H2O,除此以外没有其他反应,H2所具有的化学能转变成了电能。
依据电解质的不同,燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。
燃料电池不受卡诺循环限制,能量转换效率高,洁净、无污染、噪声低,模块结构、积木性强、比功率高,既可以集中供电,也适合分散供电。
目前,以上几类燃料电池都有了很大程度的发展。
燃料电池的研究现状1。
碱性燃料电池(AFC)这种电池用35%~45% KOH为电解液,渗透于多孔而惰性的基质隔膜材料中,工作温度小于100℃。
该种电池的优点是氧在碱液中的电化学反应速度比在酸性液中大,因此有较大的电流密度和输出功率。
但氧化剂应为纯氧,电池中贵金属催化剂用量较大,而利用率不高。
目前,此类燃料电池技术的发展已非常成熟,并已经在航天飞行及潜艇中成功应用。
国内已研制出200 W氨-空气的碱性燃料电池系统,制成了1 kW、10 kW、20 kW的碱性燃料电池,20世纪90年代后期在跟踪开发中取得了非常有价值的成果。
发展碱性燃料电池的核心技术是要避免二氧化碳对碱性电解液成分的破坏,不论是空气中百万分之几的二氧化碳成分还是烃类的重整气使用时所含有的二氧化碳,都要进行去除处理,这无疑增加了系统的总体造价。
此外,电池进行电化学反应生成的水需及时排出,以维持水平衡。
因此,简化排水系统和控制系统也是碱性燃料电池发展中需要解决的核心技术。
2、磷酸型燃料电池(PAFC)这种电池采用磷酸为电解质,工作温度200℃左右。
其突出优点是贵金属催化剂用量比碱性氢氧化物燃料电池大大减少,还原剂的纯度要求有较大降低,一氧化碳含量可允许达5%。
该类电池一般以有机碳氢化合物为燃料,正负电极用聚四氟乙烯制成的多孔电极,电极上涂Pt作催化剂,电解质为85%的H3PO4。
在100~200℃范围内性能稳定,导电性强。
磷酸电池较其他燃料电池制作成本低,已接近可供民用的程度。
目前,国际上功率较大的实用燃料电池电力站均用这种燃料的电池。
美国将磷酸型燃料电池列为国家级重点科研项目进行研究开发,向全世界出售200 kW级的磷酸型燃料电池,日本制造出了世界上最大的(11 MW)磷酸型燃料电池。
到2002年初,美国已在全世界安装测试了200 kWPAFC发电装置235套,累计发电470万小时。
2001年卖出23套。
在美国和日本,有几套装置已达到连续发电1万小时的设计目标。
欧洲现有5套200 kWPAFC发电装置在运转。
日本福日电器和三菱电器已经开发出500 kWPAFC发电系统。
我国魏子栋等人进行Pt3(Fe/Co)/C氧还原电催化剂的研究,并提出了Fe/Co对Pt的锚定效应。
磷酸型燃料电池发电技术目前已得到高速发展,但是其启动时间较长以及余热利用价值低等发展障碍导致其发展速度减缓。
3、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)这种电池用两种或多种碳酸盐的低融混合物为电解质,如用碱-碳酸盐低温共融体渗透进多孔性基质,电极为镍粉烧制而成,阴极粉末中含多种过渡金属元素作稳定剂,主要是在美国、日本和西欧研究和利用较多。
2~5 MW外公用管道型熔融碳酸盐燃料电池已经问世,在解决MCFC的性能衰减和电解质迁移方面已取得突破。
美国燃料电池能源公司目前正在实验室测试263 kWMCFC发电装置。
意大利Ansaldo公司与西班牙Spanishcomp’s合作开发100 kWMCFC发电装置和500 kWMCFC发电装置。
日本日立公司2000年开发出1 MMCFC发电装置。
三菱公司2000年开发出200 kWMCFC发电装置。
东芝开发出低成本的10 kWMCFC发电装置。
我国已将MCFC正式列入国家“九五”攻关计划,已研制出1~5kW的熔融碳酸盐燃料电池。
MCFC中阴极、阳极、电解质隔膜和双极板是基础研究的4大难点,这4大部件的集成和对电解质的管理是MCFC电池组及电站模块的安装和运转的技术核心。
4、固体氧化物燃料电池(SOFC)电池中的电解质是复合氧化物,在高温(1 000℃以下)时,有很强的离子导电功能。
它是由于钙、镱或钇等混入离子价态低于锆离子的价态,使有些氧负离子晶格位空出来而导电。
目前世界各国都在研制这类电池,并已有实质性的进展,但存在缺点:制造成本较高;温度太高;电介质易裂缝;电阻较大。
目前已开发了管式、平板式和瓦楞式等多种结构形成的固体氧化物燃料电池,这种燃料电池被称为第三代燃料电池。
美国和日本多家公司正在开发10 kW平面轮机SOFC发电装置。
德国西门子-西屋电器公司正在测试100 kW SOFC管状工作堆,美国在测试25 kWSOFC工作堆。
国内大都处于SOFC的基础研究阶段。
SOFC在高温下工作也给其带来一系列材料,密封和结构上的问题,如电极的烧结,电解质与电极之间的界面化学扩散以及热膨胀系数不同的材料之间的匹配和双极板材料的稳定性等。
这些也在一定程度上制约着SOFC的发展,成为其技术突破的关键方面。
5、质子交换膜燃料电池(PEMFC)是继AFC、PAFC、MCFC、SOFC之后正在迅速发展起来的温度最低、比能最高、启动最快、寿命最长、应用最广的第五代燃料电池,它是为航天和军用电源而开发的。
在美国《时代周刊》的社会调查结果中被列为21世纪十大科技新技术之首。
国内研制具有代表性的是利用AFC技术积累全面开展PEMFC研究;在以聚苯乙烯磺酸膜为电解质的PEMFC、Pt/C电催化剂制备、表征和解析方面也进行了广泛的工作。
美国多家公司、日本本、三洋、三菱等公司也已研究开发出便携式PEMFC发电堆。
加拿大电力系统公司与日本的EBARA公司合作研究开发250 kWPEMFC发电设备和1 kW PEMFC便携式发电系统。
德国在柏林建造了一个250 kWPEMFC的实验堆。
质子交换膜燃料电池的核心技术是电极-膜-电极三合一组件的制备技术。
为了向气体扩散,电极内加入质子导体,并改善电极与膜的接触,采用热压的方法将电极、膜、电极压合在一起,形成了电极-膜-电极三合一组件,其中,质子交换膜的技术参数直接影响着三合一组件的性能,因而关系到整个电池及电池组的运行效率。