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2024年5月22日，中国科学院大连化学物理研究所燃料电池研究部醇类燃料电池及复合电能源共性核心技术研究组（DNL0311组）王素力研究员和孙公权研究员团队在高温聚合物电解质膜燃料电池（HT-PEMFCs）高耐久性膜电极研究方面取得新进展。
本发明涉及一种测量氧气浓度分布的质子交换膜燃料电池结构，其包括带有n(n≥2)个子集流块的阴极端板、在子集流块相对应位置处的阴极分割出n(n≥2)个子阴极的膜电极组件(MEA)和普通的阳极端板。在此电池内形成了n(n≥2)个子电池，子电池在主体电池运行时不参与放电，通过测量子电池的开路电压来反映氧气的浓度。采用此种结构的质子交换膜燃料电池，可以对燃料电池内部的氧气浓度分布进行测量，有助于分析燃料电...
本发明涉及一种高温质子交换膜燃料电池系统热管理方法，所述燃料电池系统包括冷却介质循环子系统，所述冷却介质循环子系统包括循环泵、循环液储箱和换热器，所述循环液储箱充有冷却介质作为循环液，所述循环液为沸点高于电堆或燃料电池操作温度、并且具有低粘度、低挥发、不导电特性的液体，所述电堆或燃料电池操作温度为100-200℃。本发明流程简单、操作可靠稳定，发明中的停车策略有利于维持燃料电池性能的稳定性，适用于...
本发明涉及一种质子交换膜燃料电池分式端板结构，包括绝缘母板和n个子集流块，n≥2的正整数，所述绝缘母板上设置有凹槽，子集流块镶嵌于绝缘母板的凹槽内，镶嵌了子集流块的绝缘母板的一侧表面整体铣平后，雕刻有正常的反应气流场；所述子集流块上设置有垂直穿过绝缘母板的导电金属集流棒；穿过绝缘母板的集流棒的一端与质子交换膜燃料电池的电流输出导线相连，导线上设置有电流互感元件。与现有技术相比，本发明最大的优点就是...
本发明一种提高质子交换膜燃料电池性能的方法，于质子交换膜燃料电池的催化层中添加助催化剂，可同时提高碳载铂催化剂氧还原活性及低增湿工况下质子交换膜燃料电池性能；助催化剂由掺杂有氮及其他金属元素氧化物改性的二氧化钛构成。在电催化环境中，通过金属氧化物加速氧还原反应中羟基在铂上的脱附过程，来提升铂的氧还原能力。将改性二氧化钛掺入催化层中，可以提升电极的保水能力，在低增湿工况下质子交换膜燃料电池性能得以显...
本发明涉及一种用于质子交换膜燃料电池的阴极扩散层及其制备和应用，所述扩散层以单面憎水化处理的碳纸或碳布作为支撑层、于支撑层上憎水化处理的表面侧制备有微孔层；所述微孔层由储氧材料粉末、碳粉和PTFE组成，储氧材料粉末的用量为碳粉质量的5-10％，PTFE的用量为碳粉质量的0.6-1.6倍。本发明扩散层具有较强的气体传质性能，将其用作质子交换膜燃料电池阴极扩散层时，使得电池在自呼吸或低空气进量情况下的...
本发明涉及一种用于质子交换膜燃料电池的阴极扩散层及其制备和应用，所述扩散层以单面憎水化处理的碳纸或碳布作为支撑层、于支撑层上憎水化处理的表面侧制备有微孔层；所述微孔层由储氧材料粉末、碳粉和PTFE组成，储氧材料粉末的用量为碳粉质量的5-10％，PTFE的用量为碳粉质量的0.6-1.6倍。本发明扩散层具有较强的气体传质性能，将其用作质子交换膜燃料电池阴极扩散层时，使得电池在自呼吸或低空气进量情况下的...
本发明涉及一种质子交换膜燃料电池膜内水含量的在线测量方法，具体的说是在质子交换膜两侧分别加入一根微型探针来测量燃料电池运行过程中膜两侧的电压降，之后通过相关理论关联实现对膜内水含量的表征。本发明能够对燃料电池运行过程中膜内的水含量进行在线监测，并适用于稳态和暂态过程，且该结构具有良好的稳定性。
本发明涉及一种膜电极在碱性阴离子交换膜燃料电池中的应用，其特征是直接采用碳材料作为氧还原催化剂用于碱性燃料电池的阴极。这种采用碳材料直接作为催化剂的方法，实现了成本大幅降低，制备过程简单，催化性能高，对渗透的燃料具有惰性等优点。本发明所述采用碳材料直接作为催化剂的方法具有易于实现、精确度高、性能可靠等优点，适用于碱性阴离子交换膜燃料电池。
本发明涉及一种质子交换膜燃料电池支撑层中PTFE含量的在线快速检测方法。本发明所述检测方法包括：一、分别选择相同支撑层基底相同憎水化处理工艺但PTFE含量不同的多个样品；二、支撑层中PTFE总含量由称重法确定；三、使用红外光谱仪漫反射附件多次采集步骤二中每个支撑层样品的同一区域，获得每个支撑层样品的多个光谱信息；四、重复步骤一至三，建立支撑层样品数据库，该样品数据库包括不同基底和不同憎水化处理工艺...
本发明涉及燃料电池材料，具体说是一种碱性阴离子交换膜燃料电池的电极催化层立体化树脂的制备方法。该方法包括聚合物的氯甲基化，季铵化，碱化与溶解的步骤。特征在于采用路易斯酸与氯甲基化试剂对聚芳醚类聚合物进行氯甲基化反应，然后将氯甲基化的聚合物浸泡在胺化试剂中进行季铵化反应，例如将氯甲基化聚合物浸泡在三甲胺水溶液中，再将季铵化的聚合物进行碱化反应，最后将碱化聚合物溶于溶剂中，即得到电极催化层立体化树脂。...
本发明涉及一种PEMFC不锈钢双极板前处理方法，将不锈钢双极板经过乙醇或丙酮和碱性溶液除油除污后，进行电化学抛光处理；碱性溶液组成为，NaOH 30-100g/L，Na3PO4·12H2O 10-50g/L，Na3CO320-70g/L，Na3SiO3·9H2O 3-10g/L；电化学抛光溶液组成为，H2SO4(98％)100-500mL/L，H3PO4(85％)300-800mL/L，甘油(10...
子交换膜燃料电池的阳极尽管不产生水，但是阴极产生的水会通过浓差扩散进入到阳极，这些水需要被氢气带出电池才可以保证电池性能的稳定，这就加重了阳极水管理的负担，降低了氢气的利用率。本发明是关于一种可以改善质子交换膜燃料电池阳极水管理的膜电极结构，通过在阳极侧的膜及催化层中添加具有锁水功能的物质，如SiO2等氧化物，将阳极水更多的锁在催化层及膜内；阳极微孔层通过采用憎水性较强，电导率较高、粒径较大的碳材...
本发明涉及一种碱性阴离子交换膜燃料电池失效膜电极恢复再生的方法。该方法是将失效膜电极采用强碱性溶液进行处理，将膜电极中由于二氧化碳作用产生的HCO3-转化为OH-，同时提高碱性阴离子交换膜及阴离子交换树脂内部游离OH-的浓度，恢复OH-传导能力，从而使失效膜电极的性能得到恢复与再生。本发明的特点是在不破坏膜电极结构的情况下，经过简单易行的方法使失效膜电极的性能得到恢复再生，延长电池运行时间。
中国科学院金属研究所专利：一种质子交换膜燃料电池双极板结构
中国科学院金属研究所 专利 质子交换膜 燃料电池 双极板结构
2023/9/14
本发明涉及燃料电池领域,特别是涉及一种质子交换膜燃料电池的双极板结构。由三层构成,中间为导电流、不透气液的分隔板,分隔板的两侧分别置有导流板,导流板为具有带流道的导流板外框和多孔性导电材料的导流板内腔两部分组成,其流场由导流板外框的上下两侧流道和导流板内腔多孔材料孔隙共同组成。本发明将传统的双极板三层结构中分隔板两侧的导流板分为外框和内腔两部分,内腔的多孔性导电材料,解决了带条状沟槽结构反应气分配...