华南理工大学化学与化工学院广东省燃料电池技术重点实验室
- 作品数：38 被引量：84H指数：5
- 相关作者：蒋阳梅李小花刘丹丹陈俊英黄静更多>>
- 相关机构：宁波工程学院电子与信息工程学院中国科学院广州能源研究所广东工业大学轻工化工学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广东省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：理学电气工程化学工程石油与天然气工程更多>>
- 离子基团分布对阴离子交换膜扩散渗析的影响
- 2019年
- 为揭示离子基团结构及其分布对阴离子交换膜(AEM)扩散渗析行为的影响,设计并制备了3种侧链型离子结构和1种主链型离子结构的聚芳醚砜阴离子交换膜.对所制备的膜的结构以及基础性能、耐酸性、机械性能、扩散渗析性能等进行了系统表征,发现对称离子结构有利于提高膜的离子渗透选择性,且主链型对称离子结构有利于形成更为紧致的聚集态结构,进而增强离子渗透选择性.基础性能、耐酸性及机械性能测试结果表明,所制备的膜满足扩散渗析工艺的要求.模拟废酸扩散渗析实验结果表明,所制备的AEM的扩散渗析性能优于商业膜TWDDA1,尤其是主链型QMPAES膜的酸渗析系数达0.025m/h,分离因子达42.49,在废酸回收领域具有很好的应用前景.
- 李秀华乐希钟世曦周旸廖世军
- 关键词：阴离子交换膜聚芳醚砜扩散渗析酸回收
- 燃料电池低Pt核壳结构催化剂的最新研究进展被引量：2
- 2018年
- 传统的Pt/C催化剂,由于仅仅是处于纳米粒子表层的Pt原子参与电催化反应,而大多数位于粒子内层的Pt却未能得到有效利用,由此造成燃料电池成本高昂,阻碍了它的大规模商业化进程。核壳结构催化剂是近年来出现的一类极其重要的低Pt催化剂,这类催化剂是使用廉价贵金属、过渡金属、合金及导电化合物的纳米粒子作为核,在其表面覆盖一个原子层厚度或者几个原子层厚度的Pt为壳层而制得的新型高性能催化剂。核壳结构低Pt催化剂可大幅度降低燃料电池的贵金属Pt的使用量,进而降低燃料电池的成本,是实现质子交换膜燃料电池大规模商业化的希望所在。有关核壳结构低Pt催化剂的研究已成为燃料电池领域最热门的研究课题之一。综述了近年来低Pt核壳结构催化剂的研究进展,包括低Pt核壳结构催化剂制备技术的研究进展,以廉价贵金属、合金及导电化合物纳米粒子作为核的低Pt核壳结构催化剂的设计、制备及其相关研究情况。介绍了不同类型的核与Pt壳层之间的相互作用,讨论和总结了影响低Pt核壳结构催化剂电催化活性的相关因素,并对低Pt核壳结构催化剂的研究及其应用进行了展望。
- 余锦南廖世军
- 关键词：核壳结构燃料电池
- 含氮前驱体对氮杂有序介孔炭材料及其氧还原电催化性能的影响（英文）被引量：4
- 2016年
- 燃料电池中贵金属铂的大量使用是阻碍其发展的关键因素,亟需探索高效廉价的替代型电催化剂.在目前的替代型非贵金属催化剂研究中,氮杂炭材料是一类氧还原反应催化活性最好、成本最低廉的催化剂,被认为是最有可能取代Pt催化剂而获得实际应用的催化剂.氮杂有序介孔炭材料因具有极高的比表面积和规整的孔道结构,可实现活性位点的密集组装与反应物料的快速传输,受到研究者的广泛关注.本文分别以苯胺、吡咯和邻菲罗啉为含氮前驱体,介孔分子筛SBA-15为硬模板,采用纳米浇铸法成功制备了具有高比表面积的氮杂有序介孔炭材料,系统研究了不同含氮前驱体对氮杂有序介孔炭材料的影响.采用氮气吸附-脱附等温线、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了氮杂有序介孔炭的组成与结构,采用循环伏安法(CV)以及线性扫描伏安法(LSV)等手段考察了其电化学行为与氧还原反应极化性能.氮气吸附-脱附等温线结果表明,采用三种不同含氮前驱体制备的氮杂炭材料都对应IV型吸脱附等温线以及H4型滞后环,表明所制备的氮杂炭材料具有介孔结构.由TEM可以清楚地观察到氮杂炭材料已经成功地反转了SBA-15模板的孔道结构.同时发现,含氮前驱体对氮杂炭材料的比表面积和孔结构产生较大影响:以吡咯和邻菲罗啉为前驱体制备的炭材料C-PY-900和C-Phen-900的比表面积较高,分别为765和746 m^2/,而以苯胺为前驱体制备的炭材料C-PA-900比表面积较小(569 m^2/);三种炭材料平均孔径大小顺序为C-Phen-900(3.7 nm)
- 李小花万凯刘全兵朴金花郑育英梁振兴
- 关键词：氧还原反应前驱体
- 共价有机框架材料(COFs)在氧电极电催化中的研究进展被引量：1
- 2021年
- 在碳达峰、碳中和的目标之下,燃料电池、金属-空气电池、电解水等清洁能源技术提高了能源利用率,在未来将成为新的能源消费方式。氧还原反应(ORR)、氧析出反应(OER)因其缓慢的动力学过程而导致此类清洁能源技术的发展受到阻碍。贵金属催化剂虽被认为是最高效的催化剂,但其成本高、稳定性低,寻找非贵金属催化剂已成为相关研究的趋势。共价有机框架材料(COFs)作为一类新兴的材料,由有机单体通过特殊的共价键连接而成,因其具有可调控的结构、低密度、高稳定性、较大比表面积等独特的优点,通过合理的设计策略,将其应用于电催化剂的研究在近年来逐步兴起。本文回顾了近期适用于ORR、OER及ORR/OER双功能电催化的二维COFs(2D COFs)材料,主要介绍了以纯COFs作为电催化剂、COFs与其他材料形成复合结构、COFs热解碳化等策略制备高效电催化剂,并从分子设计及电子调控等层面上梳理了上述策略对电催化活性中心的形成或电催化活性提升的原因,对当前存在的问题提出总结,以期在今后的研究中起到一定借鉴意义。
- 邹文午蒋国星杜丽
- 关键词：氧还原反应电催化剂
- 含铜有序介孔Cu-KIT-6的合成及其苯乙烯环氧化催化性能:pH值的影响（英文）被引量：3
- 2017年
- 苯乙烯侧链C=C的选择性氧化一直是烯烃环氧化研究领域关注的热点之一.近几十年来,苯乙烯环氧化研究主要集中于多相过渡金属催化剂的开发与应用;以铜为主要活性物种的催化剂因具有较高的环氧苯乙烷选择性而备受瞩目.然而,采用pH调节法将铜离子引入三维六方介孔材料KIT-6阵列尚未见报道,尤其是pH值对合成材料的形貌、结构以及催化活性的影响尚未可知.基于此,本文采用pH调节法合成了铜嵌入KIT-6介孔材料Cu-KIT-6x(x代表初始溶胶的pH值,x=1.43,2.27,3.78,3.97,4.24,6.62),并将其应用于苯乙烯环氧化反应.采用X射线粉末衍射、氮气吸附脱附、透射电子显微镜以及X射线光电子能谱等手段对Cu-KIT-6x的表面结构及形貌进行了细致表征.结果表明,随着pH的变化,Cu-KIT-6x催化剂的物理特性、表面结构尤其是铜物种种类和含量均变化较大.较低的pH导致铜物种主要以Cu^(2+)形式存在,难以引入到KIT-6骨架中,且不利于介孔材料的合成,最终导致产生无序介孔结构.当pH增大到3.78时,约有4.6 wt%的Cu(Ⅱ)以–Cu–O–Si–形式成功引入KIT-6骨架中,获得了具有较高比表面积且有序的孔结构.此外,由于Cu^(2+)的引入,骨架内部分Si^(4+)被取代,促使Cu-KIT-6_(3.78)拥有可与载体KIT-6相媲美的大孔径.然而,当pH继续增大时,过量的Cu^(2+)从KIT-6骨架中析出,以CuO形式存在于载体表面,从而导致Cu-KIT-6的孔径逐渐增大;同时NaOH对三维立方介孔结构的破坏,使得介孔结构坍塌及比表面积显著降低.以苯乙烯环氧化反应评价了Cu-KIT-6x系列催化剂的催化活性.当以叔丁基过氧化氢为氧化剂,乙腈为溶剂,在70 ℃反应6 h后,Cu-KIT-6_(3.78)表现出最优的苯乙烯转化率(43.5%)及环氧苯乙烷选择性(86.6%).使用4次后,Cu-KIT-6_(3.78)展示了稳定的苯乙烯转化率、环氧苯乙烷选择性及有序的孔结构,充分表明其具有出色的稳定性.各表征结果揭�
- 李白滔罗歆黄静王秀军梁振兴
- 关键词：介孔材料PH调节
- NiO-YSZ-石墨水系浆料的研制及其在注浆成型制备固体氧化物燃料电池中的应用被引量：7
- 2014年
- Ni-YSZ(钇稳定氧化锆)金属陶瓷普遍被用作固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极材料,其氧化物浆料的性质对湿法制备的SOFC的性能具有重要影响.通过zeta电位分析,研究了NiO-YSZ双分散相水系浆料的稳定性.对六种分散剂作用于NiO、YSZ表面的zeta电位进行研究,发现采用的阴离子分散剂和两性分散剂使NiO和YSZ在水中带有相反电荷而引起迅速絮凝;采用阳离子分散剂聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)时,NiO和YSZ因带有正电荷相互排斥而稳定分散于水中,在此基础上,加入作为SOFC阳极造孔剂的石墨,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为石墨的分散剂,制备出了NiO-YSZ-石墨的稳定水系浆料.采用此浆料通过注浆成型制得阳极支撑管,进而组装成SOFC单电池.该单电池在800°C时最大功率密度达到509 mW·cm-2;扫描电镜(SEM)分析表明电极与电解质间接触良好,阳极孔洞分布均匀.
- 刘丹丹谢永敏刘江王金霞
- 关键词：固体氧化物燃料电池注浆成型阳极支撑体浆料ZETA电位
- 5V级正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4掺杂与包覆的进展被引量：3
- 2013年
- 介绍了LiNi0.5Mn1.5O4的结构及特点,着重评述了此类正极材料体相离子掺杂和表面包覆的改性研究进展;对具有特殊形貌的此类材料作了阐述。
- 柳祖善宋慧宇蒋阳梅廖世军
- 关键词：锂离子电池高电压掺杂包覆
- Ag-GDC复合电极的性能及其在直接碳SOFC中的应用被引量：2
- 2015年
- 制备了Ag与Gd掺杂的氧化铈(GDC)复合的电极材料。采用氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为电解质,Ag-GDC为阴极和阳极,组装成固体氧化物燃料电池(SOFC),采用担载5%(质量分数)Fe的活性炭为SOFC的燃料,对此直接碳SOFC(DC-SOFC)的输出性能及阻抗谱进行测试,并与采用传统阴极(掺Sr的锰酸镧与YSZ的复合材料)的DC-SOFC性能进行了比较,发现Ag-GDC具有更好的性能。采用扫描电镜(SEM)对电池的微观结构进行了分析,并就其对电池性能的影响进行了分析。
- 苑莉莉蔡位子张亚鹏于方永余亮刘江
- 碳纤维的生长在含碳燃料固体氧化物燃料电池的镍基阳极失效过程中的作用
- ＜正＞直接使用含碳燃料的固体氧化物燃料电池（Direct carbon-containing fuel solid oxide fuel cells）,由于其能高效清洁的使用煤、天然气等化石能源而受到了越来越广泛的关注。...
- 肖杰刘江
- 非碳酸酯基溶剂锂离子电池电解液的研究进展被引量：2
- 2014年
- 从电解液溶剂的角度出发,着重介绍了近年来国内外在基于砜类、离子液体、腈类等非传统碳酸酯基溶剂的电解液方面的最新研究进展,以及使用这些溶剂尚待解决的问题,展望了今后锂离子电池电解液溶剂的发展前景。
- 罗瑞任婉蒋阳梅廖世军
- 关键词：锂离子电池电解液溶剂
