氨氣是世界上最常見、最重要的基礎(chǔ)化工原料之一,廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等眾多領(lǐng)域。傳統(tǒng)上氨氣壓縮所采用的機(jī)械壓縮技術(shù)有著諸多缺點(diǎn),而與之相比,氣體的電化學(xué)壓縮技術(shù)具有效率高、節(jié)能、無噪音、環(huán)境友好等明顯優(yōu)勢,近年來廣受關(guān)注。本論文研究開發(fā)了一種基于燃料電池架構(gòu)的新型電化學(xué)氨氣壓縮技術(shù),以成本低廉的儲氫合金替代鉑催化劑來制作膜電極,使用自行設(shè)計(jì)的具有燃料電池架構(gòu)的設(shè)備成功地對氨氣進(jìn)行了電化學(xué)壓縮,所得高壓氣體的壓力可達(dá)600kPa以上。本論文研究制備了粒度合適的儲氫合金粉末,探索了膜電極的制作工藝;對制作出的膜電極進(jìn)行充放電測試,證明了在膜電極中用電化學(xué)方法使儲氫合金充氫的可行性,并考察了不同電極面積及制作材料對膜電極容量的影響,以及膜電極的循環(huán)穩(wěn)定性和貯存性能。選取的三種材料中,MmNi3.73Co0.74Mn0.41Al0.19材料所制成的膜電極擁有最大的容量和最好的循環(huán)穩(wěn)定性,其容量可達(dá)305mAh·g-1,并在25個循環(huán)之后仍保有最大容量的93.8%;在貯存性能方面,LaNi4.5Co0.5材料的表現(xiàn)最佳。在掌握膜電極容量特性的基礎(chǔ)上,組裝了氨氣壓縮設(shè)備,通過對比實(shí)驗(yàn)指...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池的發(fā)展簡史
        1.1.2 燃料電池的工作原理
        1.1.3 燃料電池的特性
        1.1.4 燃料電池的分類
        1.1.5 質(zhì)子交換膜燃料電池
    1.2 基于燃料電池架構(gòu)的電化學(xué)氣體泵技術(shù)
        1.2.1 基于燃料電池架構(gòu)的電化學(xué)氣體泵技術(shù)原理
        1.2.2 基于燃料電池架構(gòu)的電化學(xué)氣體泵技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 電化學(xué)氨氣壓縮
        1.3.1 電化學(xué)氨氣壓縮的基本原理
        1.3.2 電化學(xué)氨氣壓縮的混合氣體法
        1.3.3 電化學(xué)氨氣壓縮的儲氫合金法
    1.4 本論文研究意義、目的及主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 膜電極的制備
        2.2.1 儲氫合金粉末的制備
        2.2.2 漿料的配制與單電極的制備
        2.2.3 膜電極的熱壓
    2.3 膜電極的充放電測試
        2.3.1 氫氧化鎳正極的制備
        2.3.2 充放電裝置的結(jié)構(gòu)
        2.3.3 充放電測試
    2.4 電化學(xué)氨氣壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 氨氣壓縮裝置的結(jié)構(gòu)
        2.4.2 單電池的結(jié)構(gòu)
        2.4.3 氨氣壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.4.4 膜電極的線性伏安掃描
        2.4.5 氣密性測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 結(jié)果與討論
    3.1 膜電極的制備
        3.1.1 儲氫合金材料的選用
        3.1.2 儲氫合金粉末的制備
        3.1.3 漿料的配制
        3.1.4 質(zhì)子交換膜及活性物質(zhì)載體的選用
        3.1.5 膜電極熱壓的工作條件
    3.2 膜電極的充放電測試
        3.2.1 膜電極充放電測試的工作條件
        3.2.2 電極面積及制作材料對膜電極容量的影響
        3.2.3 膜電極的循環(huán)穩(wěn)定性
        3.2.4 膜電極的貯存性能
    3.3 電化學(xué)氨氣壓縮實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 氨氣壓縮實(shí)驗(yàn)的工作條件
        3.3.2 不同外加電壓下的氨氣壓縮實(shí)驗(yàn)
        3.3.3 壓縮產(chǎn)物的組分
        3.3.4 膜電極的電化學(xué)特性
        3.3.5 裝置的滲漏效應(yīng)及逆向擴(kuò)散效應(yīng)
        3.3.6 電化學(xué)氨氣壓縮的效率
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利
致謝



本文編號：3937540