摘要：Hydrogen is a promising sustainable energy to replace fossil fuels owning to its high specific energy and environmental *** water electrolysis has been considered as one of the most prospective technologies for large scale hydrogen *** boost the sluggish kinetics of hydrogen evolution reaction(HER)in alkaline media,abundant materials have been designed and ***,we summarize the key achievements in the development of layered transition-metal hydroxides[TM(OH)x]for efficient alkaline *** on the structure of TM(OH)x,the mechanism of synergistic effect between TM(OH)x and HER active materials is illuminated ***,recent progress of TM(OH)x-based HER catalysts to optimize the synergistic effect are categorized as TM(OH)x and active materials,including species,structure,morphology and interaction ***,TM(OH)x-based overall water splitting electrocatalysts and electrodes are summarized in the design principles for high activity and ***,some of key challenges for further developments and applications of hydrogen production are proposed.

摘要：提出了用于原位测量直接甲醇燃料电池(DMFC)极化的参比电极的结构设计,并考察了电解质的润湿程度对参比电极的电位及其电位稳定性的影响.结果表明:在可逆氢电极(RHE)作为参比电极的DMFC中,RHE的电位随电解质润湿程度的增加而降低,其电位的稳定性主要取决于其表面状态的稳定性.提出要获得电位稳定及测量准确的极化曲线,RHE处的电解质应处于对侧液态水润湿的状态,且电极表面要有适量、稳定流速的氢气.

摘要：近年来,等离子体制氢技术因系统启停迅速、可处理燃料种类多等优势得到研究者的广泛关注。旋转滑动弧等离子体为非热平衡等离子体,兼具热等离子体和冷等离子体特点,是等离子体重整燃料制氢领域的研究热点。文中简要介绍了旋转滑动弧等离子体重整制氢原理及其性能评价指标,主要对近5年来旋转滑动弧等离子体重整乙醇、甲醇及甲烷制氢的反应物转化率、氢气选择性以及能量效率的研究进展进行总结、分析与展望。基于当前研究现状,针对能量效率优化和氢气选择性改善提出了几点建议,认为优化电源设计、提高旋转滑动弧等离子体反应器与等离子体电源的阻抗匹配度以及旋转滑动弧等离子体重整制氢机理分析两方面还有大量研究工作待完成。研究表明,旋转滑动弧等离子体耦合催化床反应器使反应物转化率及氢气选择性均得到提升,是推动等离子体制氢技术发展的一个重要研究方向。

摘要：该研究面对国家战略需求,针对贵金属替代的新型动力燃料电池,以降低成本、提高耐久性为主线,开展贵金属替代电催化剂、新型碱性/高温电解质膜和有序化膜电极、高能效电堆和一体化系统集成等关键科学技术研究,重点解决动力燃料电池多维度电极反应动力学过程和电催化剂构效关系及电催化机理,聚合物电解质膜的分子创制和膜电极有序化结构构筑及离子传输强化机制,动力燃料电池电堆一致性和系统一体化集成与过程耦合规律等关键科学问题。围绕总体目标,针对关键科学问题和重点研究内容,该研究设置如下6个课题:(1)贵金属完全替代纳米电催化剂结构设计与催化活性及耐久性研究;(2)贵金属部分替代纳米电催化剂的创制与催化活性及抗毒机理研究;(3)新型固态电解质膜的分子设计与离子传输机制研究;(4)有序化膜电极微-纳结构构建与界面极化损失研究;(5)基于新型电解质膜高能效电堆结构与一致性研究;(6)10 kW级新型动力燃料电池系统集成技术研究。

摘要：高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)阳极采用重整气为燃料时,阳极操作条件对HT-PEMFC电流分布的均匀性有重要影响,并进一步影响电池的性能和寿命。探究了重整气组成、燃料化学计量比和放电电流对电流分布均匀性的影响。研究结果表明重整气组分中H_(2)含量越低,CO含量越高,电流分布不均匀程度越大;降低燃料化学计量比和增加放电电流均导致电流分布均匀性降低,且H_(2)含量更低,CO含量更高的重整气为燃料时,燃料化学计量比和放电电流对电流分布的影响更加显著。研究结果可为HT-PEMFC流场结构、膜电极结构设计和操作条件优化提供指导。

摘要：高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)通常以含N_(2)、CO、CO_(2)等非氢组分的重整氢气作为燃料,而非氢组分的存在使得电池性能大幅下降、稳定性变差。通过极化分析、电化学阻抗谱等手段研究了不同组分与浓度的N_(2)、CO对HT-PEMFC性能的影响。结果表明,N_(2)单独存在时的稀释效应增加了物质传输阻抗,而CO单独存在时会毒化电催化剂,增加氢氧化反应(HOR)电荷转移阻抗。在惰性稀释组分和毒化组分共同存在时,膜电极性能损失高于它们单独存在时的加和。该现象源于在较高的H2传质阻力条件下,H_(2)与CO的竞争吸附反应导致的毒化加剧。本研究为HT-PEMFC膜电极的设计优化奠定了基础,并为电堆高效可靠性运行提供指导。