燃料电池催化剂文献报告

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

《锅炉常用煤种基本燃料特性试验研究》文献综述

《锅炉常用煤种基本燃料特性试验研究》文献综述我国目前的能源现状 我国是一个油气资源短缺而煤炭资源相对丰富的国家，一次能源结构中以上是煤。预计到世纪中叶，甚至到世纪末，我国以煤为主的能源结构将不会改变。对照我国的经济状况，我国的经济自改革开放以来取得了高速增长，能源的生产和消费也相应增加，目前己成为世界第二大能源生产和消耗国，其中煤炭消费量已连续十年居世界第一位。而我国目前的煤炭转化过程普遍存在效率低、污染严重等问题，要实现全面、协调、可持续发展，必须大幅度提高煤炭转化的效率、并大幅度降低污染物排放，煤的高效、清洁利用，是我国经济和社会可持续发展的战略选择，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要科技基础。在相当长的时期内，我国以煤为主的能源结构将难以改变，为了满足未来经济、社会和环境协调发展对能源的需求，煤炭的洁净利用必须以科学的发展观，依靠科技进步，走出一条兼顾效率、环保和经济的新型工业化道路[]。 根据第届世界能源会议提供的资料，世界煤炭经济可采储量为亿吨。年世界煤炭资源在一次能源中所占比例为，预计到年这个百分比将达到；年亚洲煤炭在一次能源中占，预计到年煤的比例将达到；年我国煤炭占一次能源的，估计到年煤在一次能源中的比例仍有左右。可见，在今后年内中国以煤炭为主的能源结构不会发生显著变化。年，我国的发电装机容量为亿千瓦，其中火力发电占，到年仍将占左右。因此，近几十年煤炭仍将在我国电力事业中占据主导作用。 虽然我国的煤炭生产量很高，但人口众多，人均拥有量和人均消费量并不高。以年为例，煤炭的人均储量原苏联是我国的倍，美国是倍。年我国的能源生产总量位居世界第三位，但人均能源消费水平仅及世界平均值的。并且我国的煤炭利用率很低，以我国年煤炭产量亿吨计算，按我国的能源利用水平，有效利用的煤炭只有亿吨，如在日本可利用亿吨，也就是说我们浪费了亿吨，浪费了将近当年产量的一半[]。而且，由于我国煤炭供选率较低，运输能力不足以及国家有关对锅炉等燃烧设备尽量燃用劣质煤的政策等原因，造成用煤企业不可能燃用单一煤种，而不得不燃用两种或两种以上[]的混煤。近年来，火力发电厂的装机容量越来越大，单机容量以由年代的—为主发展到现在的—为主力机组[]。 煤的基本燃料研究的意义

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

新能源汽车技术发展文献综述

【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析，同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述，旨在为进一步的研究有所启示和帮助。 【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场 新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。近几年，我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业，制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等，引起了学者们的广泛专注，引发了巨大的投资浪潮，极大地促进了新能源汽车产业的发展。目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少，研究领域也相对有限，本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究，对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。 一、国外新能源汽车的相关研究 新能源汽车是低碳的必然选择，也是汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视，通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展，并取得了成就。国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开，主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究，对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。 美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策，并主要针对电池汽车和氢能源汽车。John R.Wilson和Griffin Burgh（2003）在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用，但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题，同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术，所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。Amble（2011）较全面地研究了近年来美国新能源汽车的发展趋势及政府为保障新能源汽车发展所形成的政策法律体系。在此基础上，提出在世界范围内发展新能源汽车须建立统一的生产、安全国际标准体系。2013年美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal所说，氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战，基础设施是关键，但政府目前还不打算拨款修建加氢站。 日本主要致力于混合动力汽车和研发和产业化推广。其中有日本学者Max Ahman（2004）重点研究在新能源汽车的研发与发展中日本政府所产生影响，以及在政府支持计划中技术灵活性的重要性，还介绍了日本政府为促进新能源汽车产业的发展所出台的一些综合政策。Yoichi Kaya（2006）实例验证了氢能及其燃料电池的能源利用率和无污染性，指出氢能源引用推广的关键是提高能源转化技术水平、提高燃料效率和加强相关基础设施建设。HasishiIshitani（2007）在概括了日本新能源已有产业政策深入探讨了未来纯电动和燃料汽车的技术研发格局和发展方向。Masonori Mond（2007）证实了氢能源环保性能的高效性，阐述了日本氢能加气站的建设运营状况，并提出了日本下个阶段大力发展氢能和燃气电池等基础设施的建议。井志忠（2007）对日本新能源产业的发展模式进行研究，总结了日本新能源产业发展的动因、政策扶持体系和官产学一体化的研发与应用格局。 二、中国新能源汽车产业发展及问题相关研究 我国新能源汽车产业始于21世纪初，2001年我国启动了“863”计划后形成了“三纵三横”的开发布局。2010年，我国新能源汽车的发展基本上紧随世界发展潮流，新能源汽车产业被定为七大战略性新兴产业之一。针对于新能源汽车的产业发展，程振彪（2010）认为我国新能源汽车和国际相比有着自己的优势部分，如新能源公交车。杨萍、易克传（2011）指出总体来说我国新能源汽车产业的发展基础较好，市场前景广阔，但也需要在各个方面加以努力促进新能源汽车产业的发展。目前我国的新能源汽车产业发展中整车企业和关键零部件企

文献综述 完整版

XXX大学 文献综述 ***届 离子液体+ 溶剂二元体系电导率、表面 张力物性研究进展 学生姓名XXX 学号XXX 院系XXX 专业XXX 指导教师XXX 填写日期XXX 离子液体 + 溶剂二元体系电导率、表面 张力物性研究进展

摘要 离子液体作为一种新型的绿色溶剂，其物理化学性质的研究受到了普遍的关注,采用离子液体与各类溶剂形成二元体系研究究引起了全世界研究者的关注。针对离子液体二元体系常规理化性质的研究有利于了解离子液体的结构特性及新型离子液体的开发。离子液体二元体系的理化性质除受到温度和离子液体本身结构的影响外，还受到二元体系中溶剂极性和各组分含量等的影响。本文综述了离子液体的电导率、表面张力的研究进展。研究发现大部分离子液体的表面张力γ随温度升高而减小，同一种离子液体浓度越高,表面张力越小，表面张力随含水量的增加而增加；离子液体在相同温度下电导率随浓度的增加而增大，相同浓度下电导率随温度的升高而增大。 关键词：离子液体；电导率；表面张力 离子液体具有与传统有机溶剂截然不同的性质和特点，其化学稳定性好、溶解性好、熔点低、不易挥发、可传热、可流动、对环境污染少，可作为绿色溶剂用于化学反应和分离过程，近年来受到了人们的广泛关注和被广泛应用，例如精细化学品合成、高分子聚合物及有关合成、分离萃取、消除环境污染、太阳能电池和燃料电池等[1]。离子液体成为国内外研究的热点之一，目前已广泛应用于催化、材料和萃取分离[2-5]等领域由于离子液体所具备的这些优点，近年来离子液体越来越多地被作为一种可设计的功能型分子，即所谓的功能化离子液体(TSIL)。功能化离子液体是指在阳离子或阴离子上引入官能团的离子液体，但其与离子液体是一个不可分割的整体。由于功能化离子液体的核心离子与官能团影响着反应过程，与溶解于其中的溶质产生相互作用，导致最终过程优化的实现，更加符合实验和工业需求而受到重视。 本文结合国内外的研究情况，不仅对离子液体+溶剂二元体系表面张力实验测定工作进展做了归纳，还对电导率方面的研究做了相应的综述。 1.离子液体+溶剂二元体系表面张力 目前，关于离子液体表面张力的研究还十分有限，表面张力是表面化学中最

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

文献综述二氧化锰

第1章绪论 1.1超级电容器简介 超级电容器，也称电化学电容器，其性能介于电池和电容器之间。近年来，电化学电容器（EC）因其高输出功率性能和循环寿命长，在电化学能量储存和转换领域得到了极大的关注。作为一种主电源的可移动辅助能源设备，和电池或燃料电池一样，电化学电容器在短时间功率增强方面效果很好。电化学电容器的电容材料电荷储存机制包括发生在电极和电解质界面处的电荷分离以及快速发生在电极上的法拉第反应。由于电荷分离而产生的电容，通常被称为双电层电容（EDLC）。因法拉第过程产生的电容器称为赝电容器。因为这些类型的电容器电容量比传统的电容器大很多倍，所以又被成为超级电容器。。由于电荷分离而产生的电容，通常被称为双电层电容器（EDLC）。因法拉第过程产生的电容称为法拉第准电容器。因为这些类型的电容器电容量比传统的电容器大很多倍，所以称为超级电容器。 1.1.1超级电容与传统电池、电容器比较 传统电池因为其功率密度值很难达到500kW/kg、充电时间长、充放电效率低、循环寿命短等缺点限制了它的发展，而静电电容器因为比电容太小而限制了其应用。超级电容器则填补了电池和静电电容器之间的空白，它独特的性质使短时间大功率充放电储能机制成为可能。 表1.1 电池、静电电容器和超级电容器性能 电池超级电容器静电电容器充电时间1~5h 1~30s 10-6~10-3 放电时间0.3~3h 1~30s 10-5~10-3 能量密度Wh/kg 20~100 1~10 <0.1 功率密度Wh/kg 50~200 1000~2000 >10000 循环效率0.7~0.85 0.90~0.95 1.0 循环寿命500~2000 >100000 无限 通过图1.1，可以看出超级电容器具有另两种储能器件无法比拟的优点。 （1）充放电速度快，超级电容器是通过双电层充放电或者在电极活性材料表面发生的快速可逆的法拉第反应来进行充放电，这个过程几十秒就可以完成。

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

纳米材料文献综述

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 碳纳米管的性质与应用 姓名：赵开 专业：应用化学 班级： 0804 学号： 080105097 2011年05月

文献综述 前言 本人论题为《碳纳米管的性质与应用》。碳纳米管是一维碳基纳米材料，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口。碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等力学，电磁学特点。近年来，碳纳米管在力学、电磁学、医学等方面得到了广泛应用。 本文根据众多学者对碳纳米管的研究成果，借鉴他们的成功经验，就碳纳米管的性质及其功能等方面结合最新碳纳米管的应用做一些简要介绍。本文主要查阅近几年关于碳纳米管相关研究的文献期刊。

碳纳米管（CNT）是碳的同素异形体之一，是由六元碳环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管（SWNT），多层石墨平面卷曲形成多壁碳纳米管（MWNT）。自从1991年日本科学家lijima发现碳纳米管以来，其以优异的力学、热学以及光电特性受到了化学、物理、生物、医学、材料等多个领域研究者的广关注。 一、碳纳米管的性质 碳纳米管的分类 研究碳纳米管的性质首先要对其进行分类。（1）按照石墨层数分类，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。（2）按照手性分类，碳纳米管可分为手性管和非手性管。其中非手性管又可分为扶手椅型管和锯齿型管。（3）按照导电性能分类，碳纳米管可分为导体管和半导体管。 碳纳米管的力学性能 碳纳米管无缝管状结构和管身良好的石墨化程度赋予了碳纳米管优异的力学性能。其拉伸强度是钢的100倍，而质量只有钢的1/ 6，并且延伸率可达到20 %，其长度和直径之比可达100～1000，远远超出一般材料的长径比，因而被称为“超强纤维”。碳纳米管具有如此优良的力学性能是一种绝好的纤维材料。它具有碳纤维的固有性质，强度及韧性均远优于其他纤维材料[1]。单壁碳纳米管的杨氏模量在1012Pa范围内，在轴向施加压力或弯曲碳纳米管时，当外力大于欧拉强度极限或弯曲强度，它不会断裂而是先发生大角度弯曲然后打卷形成麻花状物体，但是当外力释放后碳纳米管仍可以恢复原状。 碳纳米管的电磁性能

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

微生物燃料电池文献综述复习过程

一．前言 微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一 般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水[1]。 随着环境问题和能源危机的日益严重,微生物燃料电池作为一项新型的污水处理和能源回收技术引起了国内外广大研究者的关注,并对MFC的产电机理、产电微生物、电子传递机理、反应器结构、电极材料等进行了广泛的研究。有研究表明,影响MFC产电的主要因素有:产电微生物、外阻、基质种类和浓度、溶液的pH、温度、缓冲溶液等。为了更好地研究阳极,微生物燃料电池的阴极大多采用非生物阴极,如在阴极添加Pt作为氧气还原的催化剂 以及采用过渡金属(Fe或者Co)化合物、铁氰化钾溶液等[2]。 二．现阶段对微生物燃料电池的研究成果 钟登杰等[3]认为虽然非生物阴极具有良好的产电性能,但也存在催化剂价格昂贵、容易 失效、需要经常替换等缺点，限制了非生物阴极微生物燃料电池的进一步发展。于是，研究者们开始致力于开发一种能够可持续发展的微生物燃料电池。其中，生物阴极微生物燃料电池由于具有建造和运行费用低、可持续发展性强、可产生有用物质或者去除无用的化合物等优点而引起研究者们的关注。作者搭建了一个生物阴极微生物燃料电池,并以输出电压和库仑效率(CE)为指标，考察了外阻、基质浓度、缓冲溶液对MFC产电性能的影响。研究结果表明①当外阻≥50Ω时MFC能稳定运行。MFC的CE随着外阻的减小而增加。②随着基质初始浓度的增加,MFC稳定运行的时间延长,但CE会降低。③添加缓冲溶液有利于提高MFC的输出电压和CE,使阴极和阳极溶液的pH保持在中性附近,有利于微生物的生长。 易丹等[4]研究了厌氧活性污泥接种的双室微生物燃料电池分别供给以乙酸钠和淀粉为 底物的人工配水的产电情况和有机物去除效果。结果表明，MFCs中能量的输出与底物的种类有关，使用乙酸钠和淀粉达到的最大输出电压分别为0.43V和0.39 V，最大功率密度分别为36.03和6132 mW/m2,简单底物的输出电压和功率密度高于复杂底物。MFCs在产电同时还可有效去除水中的有机物，288 h时以乙酸钠和淀粉为底物的MFCs中TOC的去除率分别为91.15%和83.20%，NH3-N的去除率分别为90.31%和86.20%。扫描电镜发现，2种底物下MFCs阳极表面的微生物形态差异显著，以乙酸钠为底物的MFCs阳极表面生物相主要为杆菌和弧菌；以淀粉为底物的阳极表面主要是球菌，表明不同底物条件下MFCs中所形成的微生物优势种群也不同。 张玲等[5]写道：通过试验发现，以硝酸盐为电子受体的 MFC 在间歇运行过程中，阴极 出现了不同程度的亚硝酸盐积累，由于亚硝氮对水质会造成不利影响，同时会降低阴极电势进而影响 MFC 产电，需采取措施加以克服。本研究在考察负载大小、进水特性(包括硝酸盐浓度和有机物浓度)对双筒型 MFC 产电和反硝化能力的影响基础上，提出抑制亚硝酸盐积累的措施。研究表明：① MFC电流越大，硝酸盐去除速度越高，但亚硝酸盐的积累现象明显。当外电阻从50Ω下降到5 Ω，硝酸盐去除速率由 0. 26 mg/(L·h)上升到0. 76 mg /(L·h)，在外电阻为5Ω时，亚硝氮积累浓度达 55 mg/L。②硝酸盐起始浓度在 20 ～ 120 mg/L时

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 1.1 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 0.6～0.8 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著。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 复合催化剂，并研究了在碱性条件下对乙醇氧化的电催化行为。发现与相同催化剂载量

汽车排放物文献综述

汽车排放物检测及控制技术研究 1．我国汽车排放物研究的背景： 随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，环境质量成为社会特别关注的问题，作为现代社会城市主要污染源之一的汽车尾气也越来越被重视，随着《中华人民共和国大气污染防治法》以及与之配套的汽车排放法规的颁布与实施，我国对汽车尾气排放的控制步入了法制轨道。 2.国内与国外对汽车排放物检测和控制的研究及现状： 现代燃油汽车的主要排放物包含氮氧化物、碳氢化合物、碳氧化合物、硫化物、颗粒物、金属化合物、有机化合物和水等。其中氮氧化合物、一氧化碳、硫化物、二氧化碳、颗粒物都是造成大气污染的原因。影响汽车尾气排放的因素很多，包括汽车燃料品质、近期处理、电子控制水平以及后处理技术等多个方面。所以，对汽车尾气的控制也往往从多个方面进行研究。由于很大一部分排放污染物是在发动机工作过程中产生的，因此改善发动机性能是降低排放污染的忠言措施之一。近年来，世界各国在发动机的设计与制造中投入了大量的财力与人力，采用了计算机辅助设计与制造，应用了稀薄燃烧，可变进气谐振，发动机电控燃油喷射等先进技术，大大减少了发动机的排放污染物。催化净化技术是对发动机排放的气体进行净化处理，进一步降低汽车尾气对大气的污染，目前发达国家大多采用此项技术，我国一些大城市开始推广三效催化转化技术。目前世界上主要国家都出台了与尾气排放相关的法规，大体分为美、日、欧三种排放法规体系。在我国《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排放可见污染物限制及测试及方法》、《汽车排放污染物限值及测试方法》、《车用压燃式发动机排气污染物限值及测量方法》中，基本上都采用欧洲排放法规体系。 国外对汽车排放检测及控制的研究已经有几十年的发展，并且取得了很多经验，其检测方法和监测规范也日益成熟，现在主要应用的排气污染物检测方法有：怠速法，无负荷检测法，工况法，其中怠速法虽然易于操作、检测便捷、费用低廉，但其不足十分明显：怠速法应用于早期的车辆上会取得很好的效果，但是当检测电控车、装有三效催化转换器和养传感器的车辆时则不能起到监控排放的作用。怠速法检测时车辆无负荷，不能反映NO X的排放。对于氮氧化物排放较多的车辆，其效果不行。无负荷法的突出弊端是在车辆无负荷时进行检测，因此检测结果与车辆实际运行时的排放存在很大的差距，同时检测结果的代表性和真实性也较差。为此美国开发出来简易工况法，将车辆置于地盘测功机上，车辆已规