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磁控溅射法制备直接甲醇燃料电池阴极

真空科学与技术学报 2010年第4期30卷 414-419页

作者：遇鑫遥蒋仲庆孟月东中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

等离子体溅射沉积是制备直接甲醇燃料电池电极的非常好的方法。采用磁控溅射,Pt被成功溅射在气体扩散层上。在不同的溅射功率和气压下制备了具有相同Pt负载量(0.1mg/cm2)的电极。X射线衍射测试显示Pt以面心立方结构存在。X射线光电子能... 详细信息

等离子体溅射沉积是制备直接甲醇燃料电池电极的非常好的方法。采用磁控溅射,Pt被成功溅射在气体扩散层上。在不同的溅射功率和气压下制备了具有相同Pt负载量(0.1mg/cm2)的电极。X射线衍射测试显示Pt以面心立方结构存在。X射线光电子能谱证明了电极中的Pt以Pt(0)态的形式存在。扫描电镜观测显示Pt催化剂以纳米粒子和纳米团簇的形式存在。溅射电极的循环伏安曲线都具有Pt金属的典型性质。将用溅射方法制备的阴极与商用催化剂制备的阳极组装成膜电极一体化,并测试了单电池的性能。结果显示,在5.3Pa,110W条件下制备的阴极相比其他溅射参数下制备的电极具有较好的电性能,这主要是由于Pt粒径的降低以及多孔催化剂层的形成。

关键词：直接甲醇燃料电池阴极磁控溅射 Pt 膜电极一体化

直接甲醇燃料电池用质子交换膜SPEEK/SGO/SPEEK的研究

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膜科学与技术 2017年第4期37卷 76-81页

作者：李晨旭杨虎许振良蒋仲庆化学工程联合国家重点实验室华东理工大学化学工程研究所膜科学与工程研发中心上海200237 宁波工程学院宁波315016

采用无水对氨基苯磺酸(SA)对氧化石墨烯(GO)进行了磺化,并得到磺化氧化石墨烯(SGO),将磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜包裹在SGO纸的两侧,制备了SPEEK/SGO/SPEEK膜作质子交换膜(PEM).通过膜性能表征可知,与SPEEK和SPEEK/GO/SPEEK膜相比,SPEEK/SGO... 详细信息

采用无水对氨基苯磺酸(SA)对氧化石墨烯(GO)进行了磺化,并得到磺化氧化石墨烯(SGO),将磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜包裹在SGO纸的两侧,制备了SPEEK/SGO/SPEEK膜作质子交换膜(PEM).通过膜性能表征可知,与SPEEK和SPEEK/GO/SPEEK膜相比,SPEEK/SGO/SPEEK膜的离子交换容量(IEC)提高,质子传导活化能(Ea)明显降低,甚至与Nafion*112膜相近,而其甲醇渗透率远低于Nafion*112膜.将膜组装成直接甲醇燃料电池(DMFC),经测试电池性能得到SPEEK/SGO/SPEEK组装的DMFC的最高能量密度在80℃和1mol/L甲醇浓度时可达42.1mW/cm^2,比商业Nafion*112膜组装的电池的最高能量密度高35.4%,明显优于SPEEK和SPEEK/GO/SPEEK膜,且电池稳定性良好,证明SPEEK/SGO/SPEEK膜在PEM的应用方面具有很大的潜力.

关键词：质子交换膜磺化氧化石墨烯磺化聚醚醚酮甲醇燃料电池

共溅射法制备的Pt-C薄膜的微观结构和电化学性能的研究

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真空科学与技术学报 2012年第4期32卷 352-356页

作者：廖建平遇鑫遥刘杰蒋仲庆舒兴胜孟月东中科院等离子体物理研究所合肥230031

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环... 详细信息

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环伏安法来研究的,电解液为氮气饱和的0.5g/mol的硫酸溶液。与纯Pt薄膜相比,Pt-C薄膜显示了更高的电化学活性面积,这主要是由于非晶C支撑基材的存在降低了Pt纳米颗粒的粒径。

关键词：共溅射 Pt薄膜 Pt-C薄膜电化学活性面积

Effects of Sputtering Parameters on the Performance of Sputtered Cathodes for Direct Methanol Fuel Cells

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Plasma Science and Technology 2010年第1期12卷 87-91页

作者：遇鑫遥蒋仲庆孟月东 Institute of Plasma Physics Chinese Academy of Sciences

Plasma sputtering deposition techniques are good candidates for the fabrication of electrodes used for direct methanol fuel cells （DMFCs）. A house-made plasma sputtering system was used to deposit platinum of 0.1 mg/cm^2 onto un-catalyzed gas diffusion layers （GDLs） to form a Pt catalyzed cathode at different radio frequency （RF） powers and sputtering-gas pressures. The sputtered cathodes were assembled in custom-made membrane electrode assemblies （MEAs） with a commercial anode and tested for the electrical performance of the single cell. A custommade MEA with a sputtering prepared cathode was compared with that of a reference membrane electrode assembly made of commercial JM （Johnson Mattey） catalysts （Pt loading per electrode of 0.5 mg/cm^2） under passive methanol supply, ambient temperature and air-breathing conditions. The results showed that the cathode prepared at an input power of 110 W and sputtering-gas pressure of 5.3 Pa exhibited the best cell performance and highest Pt utilization efficiency, which was due to the miniaturization of the Pt particles and formation of the porous catalyst layer. Although the single cell performance of the commercial cathode was better than all the sputtering fabricated cathodes, the Pt utilization efficiency of all the sputtered cathodes was higher than that of the commercial cathode.

关键词： plasma sputtering deposition direct methanol fuel cell cathode platinum utilization efficiency

Preparation of Anodes for DMFC by Co-Sputtering of Platinum and Ruthenium

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Plasma Science and Technology 2010年第2期12卷 224-229页

作者：遇鑫遥蒋仲庆孟月东 Institute of Plasma Physics Chinese Academy of Sciences

Anodes used for direct methanol fuel cells （DMFCs） were fabricated by magnetron sputtering process. A house-made plasma sputtering system was used to deposit Pt and PtRu onto un-catalyzed gas diffusion layers （GDLs） at different radio frequency （RF） powers and sputtering- gas pressures. The thin film catalyst layers were characterized by X-ray diffraction, energy dis- persive X-ray analysis, and X-ray photoelectron spectroscopy. The sputtered anodes were assem- bled in custom-made membrane electrode assemblies （MEAs） with a commercial cathode and the electrical performance of the single cell were tested under passive methanol supply, ambient tern- perature and air-breathing conditions. The electrochemical performance of the anodes prepared with PtRu alloy was compared with a reference anode sputtered with Pt only. X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy revealed that platinum and ruthenium existed as a form of alloy. The cell polarization measurements showed that all the PtRu alloy catalysts had better electrochemical performance than the Ptl catalyst, and the Pto.n3Ruo.57 catalyst achieved the best performance.

关键词： plasma sputtering deposition direct methanol fuel cell anode platinum,ruthenium

类Nafion等离子体聚合质子交换膜的合成与表征及其在燃料电池中的应用研究

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类Nafion等离子体聚合质子交换膜的合成与表征及其在燃料电池中的...

第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术...

作者：蒋仲庆孟月东中国科学院等离子体物理研究所

燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能不经燃烧直接转化为电能的发电装置。直接甲醇燃料电池(DMFC)以甲醇为燃料,具有比能量密度高、结构简单、使用方便灵活等特点,在手机、笔记本电脑等可移动电源领域具有广阔的应用前景。质子交换膜...

燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能不经燃烧直接转化为电能的发电装置。直接甲醇燃料电池(DMFC)以甲醇为燃料,具有比能量密度高、结构简单、使用方便灵活等特点,在手机、笔记本电脑等可移动电源领域具有广阔的应用前景。质子交换膜是DMFC的关键材料之一,它起着分隔阴、阳极室和传导质子的双重作用。目前商用的燃

关键词：

来源： cnki会议评论

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氧化石墨烯在质子交换膜中的应用研究进展

膜科学与技术 2015年第5期35卷 114-121页

作者：施奕磊杨腊文蒋仲庆贾志舰蒋仲杰宁波工程学院化学工程学院宁波315016 华南理工大学环境与能源学院广州510006

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)和磺酸化氧化石墨烯(sulfonated graphene oxide,SGO)是石墨烯的衍生材料,具有两亲性能、超高的比表面积、良好的电子绝缘性和柔韧性,使其作为掺杂材料在燃料电池、电膜分离过程、扩散渗析、电化学分析和... 详细信息

氧化石墨烯(graphene oxide,GO)和磺酸化氧化石墨烯(sulfonated graphene oxide,SGO)是石墨烯的衍生材料,具有两亲性能、超高的比表面积、良好的电子绝缘性和柔韧性,使其作为掺杂材料在燃料电池、电膜分离过程、扩散渗析、电化学分析和传感等领域具有广泛的应用前景.本文主要综述了GO和SGO在质子交换膜(PEM)中的应用.质子交换膜是燃料电池的重要组成部分,在燃料电池中主要起传导质子和防止燃料渗透的作用.当前商用化的燃料电池电解质膜主要存在质子导电性低、燃料渗透率高、稳定性差等问题.GO和SGO的掺入可以提高膜的质子导电性和稳定性、降低膜的燃料渗透率,因此对提高膜的性能以及燃料电池的性能具有十分重要的作用.本文主要概括了近几年来GO及SGO在质子交换膜中的应用研究进展,并系统地介绍了GO及SGO对Nafion及新型的非氟类聚合物质子交换膜材料性能的影响.

关键词：氧化石墨烯磺酸化氧化石墨烯质子交换膜燃料电池复合膜

Li_(4-x/3)Y_xTi_(5-2x/3)O_(12)/C的合成及电化学性能研究

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电源技术 2013年第2期37卷 191-194页

作者：赵亚飞蒋仲庆田小宁房江华刘世斌太原理工大学化学化工学院山西太原030024 宁波工程学院化学工程学院浙江宁波315016

以氧化钇为Y3+的掺杂源,以蔗糖或导电炭黑为碳源,对Li4Ti5O12同时进行离子掺杂和碳掺杂,采用高温固相法合成负极复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12/C(x=0.1)。重点考察了Y掺杂、Y和碳协同掺杂,以及不同碳源对该复合材料形貌、粒径和电... 详细信息

以氧化钇为Y3+的掺杂源,以蔗糖或导电炭黑为碳源,对Li4Ti5O12同时进行离子掺杂和碳掺杂,采用高温固相法合成负极复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12/C(x=0.1)。重点考察了Y掺杂、Y和碳协同掺杂,以及不同碳源对该复合材料形貌、粒径和电化学性能的影响。结果表明:使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2 x/3)O12(x=0.1)体现了相对较好的倍率性能和循环稳定性,在0.15 C、0.40 C、0.70 C、1.40 C和3.30 C下材料首次放电比容量分别为150.4、144.5、144.5、140.8和116.9 mAh/g,3.3 C下循环10次后容量仍保持为116.7 mAh/g。电化学交流阻抗表明,使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12的阻抗从纯Li4Ti5O12的912.5Ω降低到227.7Ω。

关键词：氧化钇 Li(4-x 3)YxTi(5-2x 3)O12 C 锂离子电池蔗糖导电炭黑

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高压毛细管凝胶微电极的快速制备法

分析试验室 2013年第8期32卷 69-72页

作者：薛晓敏贾志舰黄江杰蒋仲庆高浩其刘世斌刘绍荣太原理工大学化学化工学院宁波工程学院化工学院 Department of Chemistry and Biochemistry University of OklahomaOklahoma 73019

发展了一种快速制备毛细管凝胶微电极的新方法。以丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,(NH4)2S2O8(APS)为引发剂和N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在石英毛细管内连续灌胶,一次性制得交联性聚丙烯酰胺凝胶毛细... 详细信息

发展了一种快速制备毛细管凝胶微电极的新方法。以丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,(NH4)2S2O8(APS)为引发剂和N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在石英毛细管内连续灌胶,一次性制得交联性聚丙烯酰胺凝胶毛细管柱。新方法制备过程简便,可用于多根微电极的同时制备,产率可达100%。制得的微电极结构均匀、重现性好、抗高压(≥34.5 MPa)及抗高电流(≤0.300 mA),且对有机调节剂的耐受性能及在pH 2.0～12.0范围内的导电性均良好,因而可用作高压电渗泵系统中理想的无气泡微电极。

关键词：聚丙烯酰胺凝胶石英毛细管无气泡微电极电渗泵