质子交换膜燃料电池结构

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昆明理工大学

质子交换膜燃料电池

摘 要

能源和环境是全人类面临的重要课题，考虑可持续发展的要求，在电池领域质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术正引起能源工作者的极大关注。本论文简单介绍了一下质子交换膜燃料电池的组成、特点及其工作原理。详细的从质子交换膜燃料电池的质子交换膜的材料、电催化剂的种类、双极板材料及其贮氢技术的困难方面论述了质子交换膜燃料电池的关键技术；同时从质子交换膜燃料电池的研发现状及其在电动车动力源、家庭电源、分散站和军事领域的应用做以介绍。

关键词：质子交换膜燃料电池；质子交换膜；双极板；电催化剂

ABSTRACT

Energy and environment is the mankind faces an important subject，considering the requirements of sustainable development，the Proton Exch

质子交换膜燃料电池PEMFC的原理及应用

第!/卷第’期天津理工学院学报U45-!/Z4-’%""!年.月9:;<=5>:?@A5=9A=A=B@A@;@C:?@CDE=:>:FG[6J;-%""!"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

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质子交换膜燃料电池PEMFC的原理及应用

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第 l 9卷第 2期Vb 1 . 1 9 NO . 2

粉末冶金材料科学与工程Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g o f Po wd e r Me t a l l u r g y

2 0 1 4年 4月Ap r . 2 0 1 4

质子交换膜燃料电池双极板用不锈钢的聚苯胺涂层改性江自然 1,肖海波，阳东方，刘宇尘，姚锐，郑峰，( 1 .中南大学材料科学与工程学院，长沙 4 1 0 0 8 3;2 .中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 4 1 0 0 8 3 )

摘

要：将苯胺单体滴加到硫酸溶液中配制成电解液，采用恒电流法在 3 0 4不锈钢板表面沉积聚苯胺涂层，通过

动电位极化和恒电位极化分析不锈钢板的防腐性能，利用自制的导电性能测试设备分析涂层与不锈钢板的界面接触电阻，探讨聚苯胺涂层用于质子交换膜燃料电池双极板改性的可能性。结果表明，在优化工艺条件下制备的聚

苯胺涂层的腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为 3 6 9 mV和 0 . 4 7 9￣ a/ c m2,与裸钢相比，腐蚀电位升高 5 3 6 mV,腐蚀电流密度降低 4个数量级。模拟质子交换膜燃料电池的实际

核燃料电池

火星机器人-好奇号用的就是核燃料电池，在地球上应用因为价格昂贵，

有污染，功率小等问题，还没有实用化。其实这个技术早有了,也叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。

核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源。但这种电池利用

的是元素的天然放射性,不是聚变,不可能有大功率版，这应该是没有运用到火车轮船的原因。我觉得也可能美国政府担心，核燃料电池的普级，造核武器的将变得更容易，对世界安全没有好处。而现有的能源选择很多，世界能源也没有到了危机的时候。现在很多尖端设备都成功地应用了核燃料电池，如起搏器、太空卫星、水下作业系统等。

二战时的德国，就用“同位素在衰变”原理开发核能动力为主要目标（用

于潜艇可以长时间潜伏水下），却忽略的原子弹的研究。没能在1943年研造出原子弹，失去一个赢得战争决定性武器。

硬币大小的微型“核燃料电池”

近日，科学家向人们展示了硬币大小的微型“核燃料电池”。该电池利用

放射性同位元素的衰变产生能量。研究人员介绍，放射性物质衰变时，会释放带电粒子，如果能将这些粒子收集起来，便能产生电流。其实，由于核电池能量储藏相当丰富（它的电荷含量是一般标

核燃料电池

火星机器人-好奇号用的就是核燃料电池，在地球上应用因为价格昂贵，

有污染，功率小等问题，还没有实用化。其实这个技术早有了,也叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。

核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源。但这种电池利用

的是元素的天然放射性,不是聚变,不可能有大功率版，这应该是没有运用到火车轮船的原因。我觉得也可能美国政府担心，核燃料电池的普级，造核武器的将变得更容易，对世界安全没有好处。而现有的能源选择很多，世界能源也没有到了危机的时候。现在很多尖端设备都成功地应用了核燃料电池，如起搏器、太空卫星、水下作业系统等。

二战时的德国，就用“同位素在衰变”原理开发核能动力为主要目标（用

于潜艇可以长时间潜伏水下），却忽略的原子弹的研究。没能在1943年研造出原子弹，失去一个赢得战争决定性武器。

硬币大小的微型“核燃料电池”

近日，科学家向人们展示了硬币大小的微型“核燃料电池”。该电池利用

放射性同位元素的衰变产生能量。研究人员介绍，放射性物质衰变时，会释放带电粒子，如果能将这些粒子收集起来，便能产生电流。其实，由于核电池能量储藏相当丰富（它的电荷含量是一般标

镁燃料电池的研究进展

摘要：镁燃料电池具有高比能量、安全和成本低等特点，在军事和民用方面有良好的应用前景。综述了各种镁燃料电池系统的工作原理，概括了近年来在镁阳极、阴极电催化剂与结构、电解质添加剂等方面的研究与进展。 关键词：镁燃料电池；镁阳极；阴极；添加剂

（1. Meilin chemical factory, Zunyi Guizhou 563003, China; 2. Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China）

Abstract: Magnesium fuel cell has a favorable application potential in military and civilian fields because of its high energy density, safety and low cost. The working mechanisms of several kinds of magnesium fuel cell systems were summarized. In addition, the research

燃料电池电动汽车的结构组成

燃料电池电动汽车组成部分包括：燃料存储系统（或带有重整原燃料至氢气的处理器），燃料电池堆及其控制单元，动力分配单元及其控制器！电机总成和传动系统组成的推进装置单元。燃料电池具有电流源的特点，并且其单体输出电压低。假定在交流电机需要较高功率密度的前提下，必须将几个燃料电池单体串联组合，以获得更高的电压，然后将输出电压输入至与燃料电池组相连接的DC/AC逆变器以提升其输出电压，从而可驱动交流推进电机。燃料电池电动汽车系统框图如下图所示。燃料电池输出电压比较低；在电压输送给电机驱动之前，需要用DC／DC变换器对电压进行提升和整流。

燃料电池和电机之间的动力电子接口电路包括：用于升电池组输出电压的D C／D C变换器、用于交流电机的D C／A C逆变器、用于控制的微处理器／数字信号处理器和用于储能的电池／电容器。燃料电池堆的时间常数比电力负荷动态时间常数要慢很多。电池储能系统在瞬态和过载情况下为车辆提供所需动力，同时也吸收再生制动时反向流动的能量。为了能直接与高压直流母线连接，电池组的额定电压必须足够高，这就需要将大量的电池单体进行串联连接。另外，双向DC/DC变换器两端分别与低压电池组和高压直流母线相连。在燃料电池电动汽

直接甲醇燃料电池研究进展

摘要: 介绍了直接甲醇燃料电池的工作原理、研究现状及最新进展, 认为直接甲醇燃料电池是目前较理想的燃料电池, 有广阔的发展前景。直接甲醇燃料电池(DMFC) 具有燃料易运输与存储、重量轻、体积小、结构简单、能量效率高等优点,以固体聚合物作为电解质的直接甲醇燃料电池是理想的车用动力电源,具有广阔的发展前景。

关键词:直接甲醇燃料电池;甲醇;渗透;膜;电催化剂

Performance study on direct methanol fuel cell

Abstract: Working principle, current research situation and latest progress of direct methanol fuel cell are introduced .Fuel cell of this kind is regarded as a perfect one so far, with bright prospects to be expected. Direct methanol fuel cells (DMFC) had several advantages including eas

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