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用开路电压研究PEMFC内氢气渗透影响

长春理工大学学报（自然科学版） 2019年第5期42卷 48-51页

作者：杜新张宇长春理工大学机电工程学院

质子交换膜在PEMFC的研究中是一个非常关键的部分。在氢氧燃料电池实际使用中,电池的开路电压值总是比热力学理论值(1.23 V)要低200 mV左右,而这损失的200 mV主要是由内电流和氢气渗透引起的。量化分析开路电压,根据开路时电极电流为零... 详细信息

质子交换膜在PEMFC的研究中是一个非常关键的部分。在氢氧燃料电池实际使用中,电池的开路电压值总是比热力学理论值(1.23 V)要低200 mV左右,而这损失的200 mV主要是由内电流和氢气渗透引起的。量化分析开路电压,根据开路时电极电流为零,重新推导内电流与过电势的关系,从而验证氢气渗透会减小电池开路电压。同时可以得出,膜越厚对电池开路电压越小;也考虑了催化层有水膜会减小氢气渗透现象;催化剂Pt负载量越少,电池开路电压越大。

关键词： PEMFC 开路电压膜厚氢气渗透

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金属隔离膜片氢气渗透防护

石油化工自动化 2000年第1期 57-58+3页

作者：蔡武昌上海光华仪表厂!上海200011

简述了氢气对差压变送器隔离膜片的渗透原因,介绍了采用在膜片表面镀金或陶瓷/金双涂层,以防止氢气渗透的方法。

关键词：差压变送器隔离膜片氢气渗透渗透防护

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温湿度对燃料电池质子膜气体透过率的影响

工程塑料应用 2024年第4期52卷 135-140页

作者：王军吴爽李文浩任俊于萌赵淑会王晓璇赵燕肖经纬宋龙波淄博市计量技术研究院山东淄博255000 山东东岳未来氢能材料股份有限公司山东淄博256401

燃料电池质子膜的气体渗透不仅会降低燃料电池的燃料利用率,还会直接影响燃料电池的性能和使用寿命,因此气体透过率成为评价膜性能的重要指标。为模拟电池膜运行条件下的氢气渗透状况,提高电池膜气体渗透检测效率,采用压差法-气相色谱... 详细信息

燃料电池质子膜的气体渗透不仅会降低燃料电池的燃料利用率,还会直接影响燃料电池的性能和使用寿命,因此气体透过率成为评价膜性能的重要指标。为模拟电池膜运行条件下的氢气渗透状况,提高电池膜气体渗透检测效率,采用压差法-气相色谱仪联用技术以及电磁加热-水蒸气增湿手段对不同型号的燃料电池质子膜进行氢气透过率测试,研究了不同温度、湿度条件对燃料电池质子膜氢气透过率的影响。同时,气相色谱选用耐水解型色谱柱,同步实现了不同温、湿度条件下水蒸气透过率的检测。结果表明,温度对燃料电池质子膜氢气透过率有显著影响。不同型号燃料电池膜的氢气透过率均随温度的上升呈指数型增长。在较低温度下,相对湿度与氢气透过率呈线性依赖。高温条件下氢气透过率随湿度升高而增长的趋势变缓。在不同温湿度条件下,水蒸气的渗透与氢气渗透的变化规律相似,随温度和湿度升高而增长。通过多种技术串联,建立相对完善的燃料电池膜氢气渗透检测体系,实现不同气体的同步检测,弥补国标测试方法的不足。

关键词：质子交换膜氢气渗透水蒸气渗透温度相对湿度

氢气对不锈钢、铌-1％锆合金和搪瓷的渗透——氢化锆元件包壳的氢渗透问题

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核科学与工程 1988年第4期 383-384+392-393页

作者：周善元龚士跃北京师范大学南京邮电学院

本工作对ЯIT不锈钢、铌-1％锆和防止氢渗透涂层69-1~#搪瓷在600—800℃下的氢渗透速率、渗透激活能、渗透方程作了测定和导出,对于氢锆铀体系元件,TRICA堆,混合堆中氢(氘、氚)的渗透有实际意义。

关键词：氢气渗透 IT 渗透速率渗透方程氢渗透率搪瓷非金属衬覆氢气工业气体

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复合材料液氢罐展现突破性性能

国际航空 2024年第4期 79-79页

作者：吴越不详

近日,位于田纳西州的美国航空工程开发商Gloyer-Taylor实验室(GTL)完成了一种用于存储液态氢(LH2)的小型复合材料真空夹套杜瓦罐的验证测试,并将在未来进行制造机载原型罐。测试结果表明,在完全隔离的状态下,这种双壁杜瓦罐能够维持硬... 详细信息

近日,位于田纳西州的美国航空工程开发商Gloyer-Taylor实验室(GTL)完成了一种用于存储液态氢(LH2)的小型复合材料真空夹套杜瓦罐的验证测试,并将在未来进行制造机载原型罐。测试结果表明,在完全隔离的状态下,这种双壁杜瓦罐能够维持硬真空时间长达50min左右,这一性能超过了需求的100倍以上。该罐体可在-430°F的温度下储存液态氢超过21h,同时保持密封无泄漏,且氢气渗透量极低。

关键词：液态氢航空工程 Taylor实验验证测试复合材料无泄漏氢气渗透完全隔离

基于新型自具微孔聚合物（PIM）阴离子交换膜的研究

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基于新型自具微孔聚合物（PIM）阴离子交换膜的研究

作者：邱潇雨天津大学

学位级别：硕士

燃料电池高效将清洁燃料中的化学能转化成电能,其中阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)拥有可利用非贵金属作为催化剂等优势。AEM作为其核心部件,承担着分隔两侧电极和传导氢氧根离子的作用,理想的AEM应具备高离子传导率、良好的机械强度、低... 详细信息

燃料电池高效将清洁燃料中的化学能转化成电能,其中阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)拥有可利用非贵金属作为催化剂等优势。AEM作为其核心部件,承担着分隔两侧电极和传导氢氧根离子的作用,理想的AEM应具备高离子传导率、良好的机械强度、低气体渗透率、高抗溶胀能力以及良好的化学和热稳定性等。基于微孔材料自具微孔聚合物(PIM),开发温和的两步改性法,制备得到了微孔型阴离子交换膜QPIM-1 AEM。其微孔结构吸水后成为氢氧根离子的传导通道,室温下微孔膜的离子传导率高达47 ms cm。微孔膜装配成单电池后,测得电池的峰值功率密度可达143 m W cm,在长达7天的周期,电池拥有高且稳定的开路电压值。使用气相色谱法和线性伏案扫描法,探究了聚合物的结构及性能特点,阐述了微孔型阴离子交换膜在高湿度环境中所拥有的优秀抗氢气渗透机理。在100%相对湿度的环境中,测得～32 um的微孔膜其氢气渗透通量(5.33 barrer)和氢气渗透电流密度极低(0.42 m A cm)。基于微孔型阴离子交换膜的高吸水率和高溶胀度这一缺陷,通过浸渍法在膜内引入适量的二叠氮交联剂,通过热引发交联改性实验,制备得到了共价交联的微孔膜。在保留膜优良离子传导能力的同时,大幅度提高了微孔膜的抗溶胀能力,c QPIM-1(5.0 wt%)的高温溶胀度仅为原膜的44%。引入的交联键还增强了聚合物链之间的相互作用力,微孔膜的机械强度,热稳定性和碱稳定性得到增强。综上所述,本研究基于自具微孔聚合物这一材料,通过柔性的后修饰改性以及外引入交联剂引发改性反应的方案,制备了拥有良好离子传导率、低氢气渗透率、优秀稳定性和优秀抗溶胀能力的AEM,其具备了应用于AEMFC的潜力。

关键词：燃料电池阴离子交换膜自具微孔聚合物氢气渗透抗溶胀能力

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PdCu合金复合膜的制备与评测

膜科学与技术 2008年第5期28卷 38-41页

作者：袁立祥徐恒泳中国科学院大连化学物理研究所天然气开发与应用研究室大连116023

采用化学镀方法在非对称氧化铝管状载体上制备出3μm厚的Pd59Cu41（质量分数，％）合金复合膜．考察了合金膜在473～953K间的氢气渗透性能．在高于873K和低于723K温度区间内，氢气渗透都遵循单一的Arrhenius方程，活化能分别为30．0和9... 详细信息

采用化学镀方法在非对称氧化铝管状载体上制备出3μm厚的Pd59Cu41（质量分数，％）合金复合膜．考察了合金膜在473～953K间的氢气渗透性能．在高于873K和低于723K温度区间内，氢气渗透都遵循单一的Arrhenius方程，活化能分别为30．0和9．8kJ／mol．在723～873K温度区间内，氢气渗透量随温度降低而增加的现象说明此时晶体结构为fcc和bcc的混合相，并且晶体结构正逐渐从fcc相向bcc相转变．0．5的压力指数说明在473～873K温度区间内氢气扩散都遵循Sievert’s方程．合金膜的厚度，组成和晶体结构分别用SEM，EDS和XRD进行表征．

关键词：钯铜合金膜复合膜化学镀氢气渗透

苯基修饰微孔SiO_2膜的氢气分离和水煤气变换反应性能

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膜科学与技术 2012年第2期32卷 65-69,86页

作者：何俊韦奇段小勇闫建平李群艳聂祚仁北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

通过正硅酸乙酯与苯基三乙氧基硅烷共水解缩聚反应制备苯基修饰SiO2膜,研究膜材料的氢气渗透和分离性能,并将其作为膜反应器的关键材料应用于水煤气变换反应.结果表明,氢气在苯基修饰SiO2膜中的渗透率随着温度的升高而增大,遵循活化扩... 详细信息

通过正硅酸乙酯与苯基三乙氧基硅烷共水解缩聚反应制备苯基修饰SiO2膜,研究膜材料的氢气渗透和分离性能,并将其作为膜反应器的关键材料应用于水煤气变换反应.结果表明,氢气在苯基修饰SiO2膜中的渗透率随着温度的升高而增大,遵循活化扩散机理,300℃下H2渗透率达到4.67×10-7 mol/(***),理想分离系数H2/CO、H2/CO2和H2/SF6分别达到10.54、10.50、21.16.在300℃,反应物H2O/CO摩尔比为2∶1的条件下进行水煤气变换反应,膜反应器的CO的转化率比传统固定床反应的CO的转化率高约12%,其原因是苯基修饰的SiO2膜对H2具有一定的选择性.

关键词：苯基微孔SiO2膜气体分离氢气渗透

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混合导体透氢膜的制备和性能研究

混合导体透氢膜的制备和性能研究

作者：董春山华南理工大学

学位级别：硕士

混合导体透氢膜是一类在高温氢气气氛条件下同时具有质子和电子混合导电性的致密陶瓷膜材料，这类材料在氢气分离方面具有重大的应用前景。这种高温质子导体材料若要在实际中得到应用，一方面需要具有足够高的质子电导率;另一方面，材... 详细信息

混合导体透氢膜是一类在高温氢气气氛条件下同时具有质子和电子混合导电性的致密陶瓷膜材料，这类材料在氢气分离方面具有重大的应用前景。这种高温质子导体材料若要在实际中得到应用，一方面需要具有足够高的质子电导率;另一方面，材料较好的化学稳定性也是其在实际中成功应用的必要条件。铈酸锶体系的透氢膜材料一般具有比较高的质子电导率，但是这种材料在高温条件下容易与CO、水蒸气等酸性气体发生化学反应而不能够保持透氢稳定性。如果钙钛矿结构B位的元素具有较大的电负性，则会有利于提高材料的化学稳定性能。因此，本研究采用具有较高电负性的Nb部分取代Ce来提高材料的化学稳定性。本文从材料的制备出发，采用改进的溶胶凝胶法，以柠檬酸为络合剂合成SrCeNbTmO(x=0.00,0.01,0.03,0.05)粉体，粉体经过压膜，烧结后制备SrCeNbTmO膜片。采用热重分析法(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对材料前驱体及烧结后的粉体和膜片的结构、形貌等进行分析、表征。根据XRD和SEM分析结果，粉体和膜片均具有单一的钙钛矿结构和比较好的形态特征。本研究采用改进的溶胶凝胶法成功制备了致密的陶瓷膜材料。化学稳定性测试结果表明通过向材料中引入掺杂元素Nb，材料在纯CO和沸水中的化学稳定性能均得到明显提高，并且相对于晶粒晶界反应而言，掺杂Nb元素能够更好的提高晶粒的化学稳定性能。采用四电极法测定了膜材料在O/N气氛，10%H/He和CO/He等不同气氛下的总电导率。材料在不同条件下的氢气渗透性能采用气象色谱法测定，在900℃，进料气为50%H/He条件下， SrCeNbTmO膜材料的氢气渗透通量为0.0322mL·cm·min，并且在700-900℃范围内的透氢活化能为73kJ·mol，这与材料的电子导电的活化能相一致，说明材料的透氢性能主要受其电子导电的影响。Nb掺杂元素的引入虽然能够提高材料的化学稳定性能，但是降低了材料的导电性能和透氢性能。

关键词：氢气渗透钙钛矿 SrCe0.95-xNbxTm0.05O3-δ 质子导电化学稳定性