柔性质子交换膜燃料电池的制备和催化反应研究
发布时间：2021-08-09 15:46
随着柔性电子器件的快速发展,柔性电源也引起了越来越多的关注。目前的柔性电源主要是柔性锂离子电池,超级电容器和柔性太阳能电池等。但这些柔性设备因能量密度不够高,无法满足柔性器件不断增长的能源需求。需要开发高能量密度,长期稳定和轻量化的柔性能源设备。柔性质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有同时提高功率和能量密度的潜力,可作为柔性电子的便携式电源。对柔性燃料电池而言,如柔性电堆的制作和封装的问题严重影响了电堆的性能、与柔性电堆匹配的现场氢源目前主要是刚性容器、甲酸催化制氢的反应机理尚不明确。针对柔性质子交换膜燃料电池的这些问题,本文研究了柔性平面型PEMFC电堆及其相匹配的柔性氢源,开发了全柔性燃料电池电源系统,并采用单分子检测手段对储氢反应涉及的催化机理进行了探究。本论文主要研究内容如下:1.基于本组开发的新型柔性PEMFC技术,我们对燃料电池膜电极材料及尺寸进行筛选获得了具有较高功率密度,合适尺寸的质子交换膜燃料电池。采用3D打印技术设计并打印了 6种不同类型的流场,通过将流场板与5个串联的燃料电池膜电极组合形成平面型柔性电堆。我们探究了不同流场及同一流场下不同氢气流速对柔性电堆性能的影...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１柔性电子系统，电子产品的基础材料及柔性电子产品应用领域
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?第１章绪论???等［１（）】通过电沉积的方法将Ｍｎ０２负载在轻量，超薄，高导电的柔性三维石墨烯网??络上作为柔性超级电容器的电极，结果发现三维石墨烯网络是理想的活性材料载??体，Ｍｎ０２负载量可达９．８?ｍｇ．ｃｍ－２的。在扫描速度为２?ｍＶ．ｓ－１时表现出１．４２?Ｆ．ｃｍ－２??的高面积电容，通过进一步优化Ｍｎ０２含量，实现了?１３０?Ｆ．ｇ－１的最大比电容。此??夕卜，他们还探索了对称超级电容器的电化学性能，如图１．３所示，该超级电容器??由两片三维石墨烯和Ｍｎ０２复合网络的夹心结构组成，被膜隔开并封装在聚对苯??二甲酸乙二醇酯膜中。??ａ?ｂ?３５?—＿Ｓｔａｉｘｖ．?〇￣＜｜?广?￣￣?｜?Ｃ?７００｜??，麵三?Ｈ?：?／?；｜?厂｜??ｆ：：?／??％?＝?＊?ｆＫ?＇￣４?３〇〇?／?ｈｉ?／??ｑ?°５?＾?２００?／?，１」??ＩｆｌＨｔｏｌ?：；；?＇？；／??二＾?Ｉ．。?－?ｗ＂…。？??ｄ?．？（?１?ｅ?１２［?ｉ??ｆ?３５ｊ?????ＩＩ?／＼?／＾＼?＾?ｉ〇?．?？?Ｍ？ｃ？?＊３?３０?—１?Ａｎ，Ｖｅｉｎ７??＼?＝ｒｒ．?Ｖ；?？丨：＝一?——??＼／＼?＼——，?ｆ１２５?．．?？—－??＾＼?＼?！；?Ｓ??＼?＼?＼?ｉ?ｉ?＾５?ｓ??０?２５?５０?７５?１００?１２５?１５０?１７５?２００?°１０?１００?１０００?１００００?〇〇?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００??Ｔｌｍｅ（ｓ）?Ｐｏｗｅｒ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（Ｗｌｇ＾１?丨?Ｃｙｃｌｅ?ｎｕｍｂｅｒｓ??图１．３?（ａ）由两个对称的石墨
【参考文献】：
期刊论文
[1]Critical importance of current collector property to the performance of flexible electrochemical power sources[J]. FANDi Ning,Yangbin Shen,Chuang Bai,Jun Wei,Guanbin Lu,Yi Cui,Xiaochun Zhou. Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]单分子荧光共振能量转移技术[J]. 赵永芳. 生命科学. 2011(11)
本文编号：3332349
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１柔性电子系统，电子产品的基础材料及柔性电子产品应用领域
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?第１章绪论???等［１（）】通过电沉积的方法将Ｍｎ０２负载在轻量，超薄，高导电的柔性三维石墨烯网??络上作为柔性超级电容器的电极，结果发现三维石墨烯网络是理想的活性材料载??体，Ｍｎ０２负载量可达９．８?ｍｇ．ｃｍ－２的。在扫描速度为２?ｍＶ．ｓ－１时表现出１．４２?Ｆ．ｃｍ－２??的高面积电容，通过进一步优化Ｍｎ０２含量，实现了?１３０?Ｆ．ｇ－１的最大比电容。此??夕卜，他们还探索了对称超级电容器的电化学性能，如图１．３所示，该超级电容器??由两片三维石墨烯和Ｍｎ０２复合网络的夹心结构组成，被膜隔开并封装在聚对苯??二甲酸乙二醇酯膜中。??ａ?ｂ?３５?—＿Ｓｔａｉｘｖ．?〇￣＜｜?广?￣￣?｜?Ｃ?７００｜??，麵三?Ｈ?：?／?；｜?厂｜??ｆ：：?／??％?＝?＊?ｆＫ?＇￣４?３〇〇?／?ｈｉ?／??ｑ?°５?＾?２００?／?，１」??ＩｆｌＨｔｏｌ?：；；?＇？；／??二＾?Ｉ．。?－?ｗ＂…。？??ｄ?．？（?１?ｅ?１２［?ｉ??ｆ?３５ｊ?????ＩＩ?／＼?／＾＼?＾?ｉ〇?．?？?Ｍ？ｃ？?＊３?３０?—１?Ａｎ，Ｖｅｉｎ７??＼?＝ｒｒ．?Ｖ；?？丨：＝一?——??＼／＼?＼——，?ｆ１２５?．．?？—－??＾＼?＼?！；?Ｓ??＼?＼?＼?ｉ?ｉ?＾５?ｓ??０?２５?５０?７５?１００?１２５?１５０?１７５?２００?°１０?１００?１０００?１００００?〇〇?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００??Ｔｌｍｅ（ｓ）?Ｐｏｗｅｒ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（Ｗｌｇ＾１?丨?Ｃｙｃｌｅ?ｎｕｍｂｅｒｓ??图１．３?（ａ）由两个对称的石墨
【参考文献】：
期刊论文
[1]Critical importance of current collector property to the performance of flexible electrochemical power sources[J]. FANDi Ning,Yangbin Shen,Chuang Bai,Jun Wei,Guanbin Lu,Yi Cui,Xiaochun Zhou. Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]单分子荧光共振能量转移技术[J]. 赵永芳. 生命科学. 2011(11)
本文编号：3332349
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