【摘 要】
：
燃料电池作为环境友好型的能源利用形式,是替代传统电源的最佳方式之一。本文设计制造出一种新型的被动式直接甲醇-过氧化氢燃料电池（Direct Methanol-Hydrogen Peroxide Fuel Cell,DMHPFC）,它使用过氧化氢代替氧气作为氧化剂,使用还原氧化石墨烯-普鲁士蓝（reduced graphene oxide-supported Prussian Blue,r GO-P
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目（项目编号:51975218）; 广东省重点领域研发计划项目（项目编号:2019B090909001、2020B090920002）; 珠海市引进创新团队项目（项目编号:ZH01110405180034PWC）
论文部分内容阅读
燃料电池作为环境友好型的能源利用形式,是替代传统电源的最佳方式之一。本文设计制造出一种新型的被动式直接甲醇-过氧化氢燃料电池（Direct Methanol-Hydrogen Peroxide Fuel Cell,DMHPFC）,它使用过氧化氢代替氧气作为氧化剂,使用还原氧化石墨烯-普鲁士蓝（reduced graphene oxide-supported Prussian Blue,r GO-PB）这种耐受甲醇的非贵金属材料代替贵金属铂作为阴极催化剂,避免了目前直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell,DMFC）中甲醇穿透所带来的负面影响,并大幅降低了其制造成本。DMHPFC的理论电压达到1.76 V,高于DMFC的1.21 V。并且在85°C时其峰值功率密度高达20.5 m W/cm~2,性能优于同层次的被动式DMFC。本文从四个方面入手,分别就被动式DMHPFC的设计制造、石墨烯基催化剂的制备工艺、过氧化氢的半电池性能测试以及DMHPFC的全电池性能测试展开相应研究。为简化装配流程,被动式DMHPFC采用板状层叠式结构。燃料腔和集电板均采用耐腐蚀且易加工的不锈钢材料,燃料腔均为封闭式结构的内置燃料腔,集电板的燃料流道采用阵列式通孔设计。膜电极以碳布为基底,使用气体扩散电极（Gas Diffusion Electrode,GDE）法制备。石墨烯基催化剂通过低温水热法制备,r GO作为PB的基底有助于增强其导电性能,制备得到的复合催化剂具有独特三维导电网络,研究了盐酸浓度、反应温度、生长调控剂比例等工艺参数对PB形貌的影响以及反应时间和反应温度等工艺参数对r GO还原程度的影响。对影响过氧化氢半电池性能的操作参数进行了研究,包括扫描速率、燃料浓度、燃料稳定剂浓度、燃料稳定剂类型和工作温度等。通过对比发现,基于r GO-PB的过氧化氢半电池性能远超基于r GO的过氧化氢半电池。对影响全电池DMHPFC的操作参数和结构参数进行了研究,包括燃料浓度、工作温度、紧固压力、集电板孔隙率等。稳态性能和动态特性测试表明,DMHPFC具有良好的稳定性和快速响应能力。此外还成功地使用了纯甲醇作为电池的燃料供给,对其稳态性能和动态特性也进行了相应测试。
其他文献
海洋蕴藏着丰富的矿物、天然气、石油等海洋资源,水下通信技术的研究对大力开发利用海洋资源与增强海洋军事防御力量有着重要意义。水声通信作为水下无线通信的重要方式之一,因水下环境的复杂性,面临着通信时延长、多径效应强、信号衰减严重,水下网络节点设备能量受限且能源补充困难等问题。其中,水声通信节点能量受限问题严重影响通信节点与网络的寿命。因此,研究开发适用于水声通信网络的无线能量传输与资源管理技术,从而为
随着人们对室外景观和室内采光等要求的提高,现代建筑通常使用大面积的玻璃窗或玻璃幕墙结构。由于夏季太阳的辐射强度大,现代建筑物的室内气温偏高,空调制冷造成的能耗过大。透明隔热材料在保证玻璃采光的同时可以提高其隔热性能,成为降低建筑物制冷能耗的重要手段。二氧化钛作为一类典型的n型半导体材料,以其优异的化学稳定性、绿色无毒和低成本而备受关注。二氧化钛禁带宽度大,对可见光不产生本征吸收,通过离子掺杂的手段
对于移动机器人来说,精确的定位与对位置环境的感知是正常工作的基础,而同步定位与地图构建技术（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）可以很好的解决该问题。本文针对移动机器人场景中经常出现的机器人定位与感知受环境影响的问题,设计了一种高实时性的语义分割算法,并将该语义分割算法与ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）特征提
锂离子电池因具有能量密度大、循环寿命长等特点,成为了一种主流的储能器件,被广泛应用到数码产品、交通工具等设备。隔膜是锂离子电池的核心部件,保障着电池安全,关系着电化学性能,当今市面上主流的产品是以聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）为原料所制备的隔膜,此类聚烯烃隔膜虽然制备技术成熟,机械性能与化学稳定性高,但一方面与电解液相容性差,无法充分吸收电解液,影响电化学性能,另一方面熔点低,高温受热会发生变形导
孤岛型微电网的建设不仅能满足当地的负荷需求,还可以通过利用风光等清洁能源缓解传统能源危机和环境污染的压力。但相比于大电网,由于光伏发电和风力发电的随机性和波动性,在被扰动的接受素质方面,孤岛型微电网要差一些,其可能会出现更多的运行困难,因而提高光伏发电和风力发电的预测精度,将为孤岛型微电网的安全稳定运行提供更加准确的数据,提高新能源发电消纳水平,降低孤岛型微电网的运行成本,此外,因为孤岛型微电网能
辐射制冷纤维相比于传统织物,能较好的反射走太阳光并将热量以红外辐射的形式传递到外太空,继而实现降温效果。辐射制冷纤维的降温效果需要相对较高的太阳光谱短波段（200-2500 nm）反射率以及中红外波段大气窗口处（8-13μm）的高发射率。本文采用静电纺丝技术与熔融纺丝技术将Mg11（HPO3）8（OH）6、SiO2等无机粉体与高分子基体材料复合,直接制备了具有优异辐射制冷性能的纤维。通过XRD、S
癌症是全球第二大致死因素,而且发病率呈逐年上升趋势。病理诊断是癌症诊断的“金标准”,病理图像中细胞核的大小、形态和分布与癌症的诊断、评级和预后高度相关。然而,人工勾画病理图像细胞核存在工作量大,可重复性差和经验门槛高等问题。所以,精确的自动化病理图像细胞核分割方法亟待开发。而由于标注图像稀缺,图像颜色分布不均和细胞核重叠分布等问题,病理图像细胞核分割成为一个巨大的挑战。本文在现有的分割方法的基础上
旅游扶贫是国家乡村振兴计划的重要抓手,广西拥有良好的少数民族文化资源及环境优势,具备发展少数民族聚落文化旅游的条件。但在发展文化旅游的过程中,存在建设性破坏,千村一面机械复制的情况。如何基于广西少数民族传统聚落的文化特性,采用有机更新的方式协调文化旅游开发与乡土建筑遗产保护之间的矛盾,最终实现文化旅游的可持续发展成为本论文的研究内容。论文以广西少数民族地区的传统聚落为研究对象,在对文化旅游、有机更
近年来,由于环境破坏日益严重及资源消耗过快等问题,人们逐渐将重心投向海洋。随着世界各国在海底进行各种活动,例如资源探测、军事活动及生物考察,这使水声通信技术得到进一步发展。然而,水声通信的带宽比较窄,这极大限制了信道容量和通信速率。且相比陆上的通信,水声通信环境也更为复杂恶劣,特别容易受到温度、潮汐及盐碱度等因素的影响。而多通道接收和发射技术可以在带宽不变的情况下,成倍提高信道容量和通信速率,并显
随着科学技术的不断发展,许多领域对高功率微波器件的需求不断增大,与此同时,对其性能要求也在不断提高。高功率微波技术的发展也存在新的问题亟待解决,主要是介质窗击穿问题。二次电子倍增是引起高功率微波器件中介质窗击穿的主要原因,因此对二次电子倍增的研究具有重要的实际应用价值。本文通过对二次电子倍增进行建模,建立了含两个载波频率电场的二次电子倍增模型以及切向电场和低气压环境下二次电子倍增模型,研究了电场和