直接利用生物质的化学燃料电池研究进展

作     者：刘跃岭 景琦 徐帆 李欢 LIU Yueling;JING Qi;XU Fan;LI Huan

作者机构：清华大学深圳研究生院广东深圳518055 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2018年第37卷第9期

页      面：3346-3354页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51478239) 

主　　题：燃料电池 生物质 液相催化燃料电池 催化剂 质子交换膜 

摘      要：近些年燃料电池技术有了长足的发展,利用燃料电池处理废弃生物质并产电是一种新型途径,可以达到废物处理、能源回收的目的。然而,受限于燃料种类、电池性能、产物分离等因素,传统的燃料电池难以直接用于处理废弃生物质。本文首先针对中低温燃料电池如碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池的研究现状进行了综述,结果表明,碱性燃料电池在以小分子有机物作为燃料时性能良好,但是容易受到产物CO2酸化影响;液相催化燃料电池在催化剂耐受性、生物质处理、电池功率密度等方面表现出优异的性能。然后介绍了电催化剂如过渡金属氧化物、多酸等研究现状,此类催化剂具有较强的氧化性、布朗斯特酸性和路易斯酸性等,具有很强的催化分解生物质的能力,针对液相催化剂不易分离的局限,介绍了催化剂固载化、纳米复合材料等研究进展。之后介绍了电极材料和膜材料的研究进展,碳极板因其综合性能和成本成为当前的主流选择,全氟磺酸膜性能优异,成为实验探究应用的理想材料,同时对一些复合材料的研究现状进行了简要介绍。最后,对化学燃料电池应用于生物质处理的方向进行了展望,液相催化燃料电池综合性能突出,在可处理生物质种类、催化剂循环等问题进一步优化之后,有望成为一种废弃生物质处理的新途径。