测试直接乙醇燃料电池实践探究

⊥-φ-[工程技术] Engineering and Technology测试直接乙醇燃料电池实践探究刘岩'佟璐’陈淑鑫’(1.齐齐哈尔市技术监督局特种设备检验所，黑龙江齐齐哈尔161006;2.中国电子系统工程总公司北京市中瑞设计所,北京100010; 3.齐齐哈尔大学计算中心，黑龙江齐齐哈尔161006 )摘要:本文结合燃料电池电解池随时间变化的电压、电流或伏安性能的测试，通过电化学工作站的样品测试结果验证该装置，完成对碱性直接乙醇燃料电池的性能测试工作。关键词:乙醇;燃料电池;性能测试中图分类号: TM911文献标志码: A文章编号: 1000- 8772 ( 2013) 09- 0219- 02随着全球新能源产业发展的8新月异，燃料电池已逐渐比值而改变，会有“S” 形的电势-时间曲线的出现。在直至在电源、发电系统及电力驱动等方面体现出显著优势。对于电活性物质的扩散速率难以维持恒定的电流时，电势会发生燃料电池的研究和测试也成为新能源领域的重点研发方向之急剧的变化。过渡时间就是从施加恒电流到电势发生剧烈变一”。直接乙醇燃料电池(燃料为乙醇)具有使用安全、价格化的这段时间，它是由电活性物质的浓度和扩散系数所引起低廉、来源丰富、易携带和储存等独特的优越性，从而引起的。而电势-时间曲线的形状则与电极反应的可逆性有关。越来越多研究者的关注。郑州杜甫仪器厂生产的DF2002电化2.3循环伏安法学工作站、江苏电分仪器厂生产的MEC- 12B多功能微机电化循环伏安法在电极制备中控制电极电势以不同的速率、学分析仪和上海辰华2013年最新生产的集成了很多常用的电随时间以三角波形判断电极反应的可逆程度，中间体、相界化学测量技术的电化学测量仪器，都证明了我国的电化学工吸附或新相形成的可能性，得到两个分支的电流电压曲线。作站在向自动化、智能化迈进”。鉴于传统的分析化学测试设测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整备主要面向科研院所，研制一种结构简单、性能优良、成本个电势扫描范围内得到两个分支的电流电压曲线。-个分低廉、易于中小学实验室仪器教学推广的燃料电池测试装置支产生还原波，向阴极方向扫描电位，电极上的电活性物质是很必要的。发生还原反应;另一分支产生氧化波，向阳极方向扫描电位时，还原产物又会重新在电极上被氧化;扫描发生一次完成1燃料电池性能的电化学测试原理一个循环一氧化还原过程， 故该法称为循环伏安法。若电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度不同，不能对燃料电池性能的电化学测试是利用电化学仪器给研究体系(电解池)施加- -定的激励，并测试其响应信号，同时对阳实验数据进行分析，实现研究体系的动力学规律的目的。在极经典的电化学测试中，通过进行对电极过程中各种微观信息的宏观物理量的测试从而研究电极过程。正向扫描2化学电极测试技术阴电化学测试技术具有简单易行、灵敏度高、实时性好的! 反向扫描优点。燃料电池测试技术是对体系中发生化学反应的量(如体系中的电位、电流或者电量)进行测定的方法，包括控制电势技术和控制电流技术。控制电势的基础技术都是对电流图1 循环伏安法的典型曲线响应的测量，计时安培法、计时电势法、循环伏安法、极谱法和脉冲伏安法是最常用的电化学控制电势测试技术。2.1计时安培法称，如图1所示。在--定扫描速率下，起始电位正向扫描到计时安培法是从非稳态到达稳态的过程。在某一恒定电转折电位过程中，溶液中的Red被氧化生成Ox,产生氧化电位下，电极表面的反应物质被慢慢的消耗，致使扩散层厚度流;再由负向扫描转折电位变到原起始电位期间，先是指示逐渐增加，同时导致开始时电流密度增大,最后逐渐降低达电极表面生成了0x之后又被还原生成Red，从而产生还原电到某--稳定值。计时安培法记录的是流过电极的电量(电流流强度对时间的积分，也即流过的电荷总量)随时间的变化。2.4脉冲伏安法2.2计时电势法2.4. 1常规脉冲伏安法计时电势法就是在电极.上加入- -恒定的电流值，时间发常规脉冲伏安技术属于直接测量浓度最灵敏的方法之生变化，电极电势随电极表面的电活性物质氧化-还原的浓度在痕量分析中产生稳态脉冲，提供有关分析物化学形态收稿日期: 2013-04-06基金项目:黑龙江省高等学校教改工程项目“培养计算机综合应用创新型人才的“ 多维开放’教学模式探索与实践”(项目编号: JC2012010679) ;基金项目2012k-M12齐齐哈尔大学青年教师科研启动项目。中国煤化工作者简介:刘岩( 1969-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，本科，高级工程师，研究方向HCNMHGCHNESE & FCREIQN ENREFRENEURS 219φ-⊥-φ-[工程技术] Engineering and Technology2013.4 中总第420期的信息，修饰极限电流的伏安图如图2所示。Cotrell公式给H循环1-循环2--- H出:-0.-最终电位nFAD"2C1.-oe加=党2(1)0.2电/正向扫摸2时间图3信号发 生器发生三角波图2常规脉冲伏安的激发信号处理，如图3所示。(3)电流传感器采集电极电流信息,通过单片机处理。2.4.2差示脉冲伏安法在线性扫描伏安法的线性电位上再加上一个重复脉冲电变化规律。(4)测量开路电压-时间曲线，并在电脑界面同步显示压信号，能有效消除充电电流公式为:(5)监测短路电流-时间曲线，同样显示在电脑界面i。 = nFAD"Cl-) (2)上。代表exp[ (nF/RT) (E/2) ]4结论3直接乙醇燃料电池测试系统设计实践介绍燃料电池性能的电化学测试技术的基本原理以及基础知识，阐述循环伏安测试技术的测试从起始电位正向扫描乙醇完全氧化成二氧化碳涉及到12个电子的转移过程、到转折电位装置的工作原理及测试方法。直接乙醇燃料电池C-C键断裂以及更多的吸附中间体。直接乙醇燃料电池的商测试系统的功能指标，通过高精度的ADC芯片可以有效的减业化将解决高效低成本催化剂的开发问题。该设计基于51系小系统的误差， ， 实现电化学实验中抽象的信息具体化，可列单片机的模拟信号采集器,通过高精度的ADC芯片可以有.拓展到相应的实验领域。效的减小系统的误差，同时编写设计C#上位机界面，将模拟信号采集器采集到的数据通过串口显示到上位机界面，达到参考 文献:人机交互的功能，实现电化学实验中抽象的信息具体化。拟[1]袁善美，朱显，倪红军，等.直接乙醇燃料电池研究进展采取的设计步骤。[J]. 化工新型材料，2011 (1): 15-18.(1)用单片机及DA产生+1.5--1.5V三角波刺激电解[2]王同涛， 刘桂成，王新东，等. 燃料电池产业的最新进展及池，量程可调。对我国启示小科技进步与对策，2013(2) : 1-4.(2)集电极中的电压变化，产生的波形变化通过单片机(责任编辑:张娟)(. 上接第218页)根,据要求四将其归为第二规格，和长度介最优解。 经过求解，30分钟完全有剩余，因此搭配方式完全于7-13.5米的进行捆扎，成品属于第二规格。既而13.5这一 长可以在 成品保险期内完成。度的总根数为25+29-54.规格二按照如上方法进行处理可得:第二规格剩余的原参考 文献:料根数统计为:长度为7， 剩余根数15;长度为7.5剩余根数[I]姜启源，谢金星，数学建模案例选集[M].高等教育出版社,22;长度为8,剩余2。规格二得到的最大捆数为43。则最终剩余总根数为15+22+2=39,将其和长度介于6.5- [2]袁 新生等. LINGO和Excel在 数学建模中的应用[M].科学出6.9的进行捆扎，既而成品属于第一规格， 则6.5这一长度的原版社，2007.料总根数21+39=60.[3]傅鹏、龚肋、刘琼荪，何中市编，数学实验[M]科学出版规格一处理方法与以上相同，通过模拟运算等到如下结社， 2000.果:第一规格剩余的原料根数统计为:长度为3,剩余根数为 [4]赵静、 但琦编，数学建模与数学实验[M].高等教育出版社,2;长度为5.5, 剩余根数1;长度为6.5, 剩余根数为5。则得2000.到第一规格的成品捆数为17捆，剩余2+1+5=7.即最后装出的[5]刘来福、 曾文艺编，数学模型与数学建模[M].北京师范大学成品捆数最优值n =125+5+43+17=190。出版杜，1997.通过建立此数学模型，运用lingo软件，得到一系列数学(责任编辑:辛美玉)结果，经过数学运算，取的最优的结果，即肠衣搭配捆数的中国煤化工MYHCNMH G .220 CHNESE & FanEIaN ENRERENELRSφ-