物理化学学报 >> 2016, Vol. 32 >> Issue (8): 1859-1865.doi: 10.3866/PKU.WHXB201606022

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双极界面聚合物膜燃料电池研究进展

卢善富1,彭思侃1,2,相艳1,*()   

  1. 1 北京航空航天大学空间与环境学院,仿生能源材料与器件北京市重点实验室,北京100191
    2 北京航空材料研究院,北京100095
  • 收稿日期:2016-04-05 发布日期:2016-07-29
  • 通讯作者: 相艳 E-mail:xiangy@buaa.edu.cn
  • 作者简介:卢善富,北京航空航天大学副教授,博士生导师。2008年6月毕业与武汉大学化学与分子科学学院,获理学博士学位。主要研究方向包括聚合物膜燃料电池,纳米电催化剂,液流电池新体系及关键材料研究等|彭思侃,北京航空航天大学空间与环境学院材料物理与化学专业博士研究生。研究兴趣包括双极界面聚合物膜燃料电池,反应动力学,计算流体力学,微生物电化学系统等|相艳,北京航空航天大学教授,博士生导师。2001年7月毕业于四川大学化学学院,获理学博士学位。长期从事新能源材料与器件研究,主要研究领域包括燃料电池用关键材料,生物光电膜蛋白能量转化基本原理与仿生器件
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(U1137602);国家自然科学基金(51422301);北京市自然科学基金(2132051);国家高技术研究发展计划项目(863)(2013AA031902)

Perspectives on the Research Progress of Bipolar Interfacial Polyelectrolyte Membrane Fuel Cell

Shan-Fu LU1,Si-Kan PENG1,2,Yan XIANG1,*()   

  1. 1 Beijing Key Laboratory of Bio-inspired Energy Materials and Devices, School of Space and Environment, Beihang University, Beijing 100191, P. R. China
    2 Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, P. R. China
  • Received:2016-04-05 Published:2016-07-29
  • Contact: Yan XIANG E-mail:xiangy@buaa.edu.cn
  • Supported by:
    The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(U1137602);The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(51422301);National Science Foundation of Beijing, China(2132051);National High-Tech Research and Development Program of China (863)(2013AA031902)

摘要:

双极界面聚合物膜燃料电池(BPFCs)作为一类新型的具有酸碱双极界面结构的聚合物膜燃料电池,其新颖的膜电极结构带来了突出的优势以及独特的界面问题。随着关键材料与界面工艺的发展,近年来双极界面聚合物膜燃料电池取得了显著的研究成果。本文将梳理膜电极工艺及结构、关键反应界面、水传输机制以及非铂催化剂应用等方面的研究进展。这些基础理论与关键技术的发展为双极界面聚合物膜燃料电池未来深入研究和开发奠定了良好的基础。

关键词: 双极界面, 智能水管理, 非铂催化剂, 聚合物膜燃料电池

Abstract:

Bipolar interfacial polyelectrolyte membrane fuel cells (BPFCs) are novel devices based on an acidicalkaline bipolar reaction interface. As a result of this innovative bipolar membrane electrode assembly (MEA), BPFCs exhibit outstanding advantages but also present new challenges with regard to the interface. Significant progress has been achieved in BPFCs research in recent years, with the development of key materials and interface technologies. This monograph summarizes the recent advances in MEA technology, including structures, rate-limiting reaction interfaces, water transport mechanisms, and the application of metals other than platinum. These developments in both fundamental theory and primary technologies have established a good foundation for the future research and development of such devices.

Key words: Bipolar interface, Smart water management, Non-platinum catalyst, Polyelectrolyte membrane fuel cell

MSC2000: 

  • O646