MEA制备以及改进方案

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第一篇:MEA制备以及改进方案

MEA制备以及改进方案

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell),简称PEMFC。

1、反应原理(氢氧燃料电池)如图1.1

图1.1 氢氧燃料电池反应原理示意图

电极反应:

阳极反应:H22H2e 阴极反应:O22H2eH2O

2如图所示,阳极氢气在电催化剂的作用下解离生成H+和电子,然后H+经过电解质到达阴极,并且和经由外电路到达阴极的电子以及阴极氧气在阴极电催化剂的作用下反应生成水。

2、质子交换膜燃料电池系统

由电堆,燃料供应系统,氧供应系统,水管理系统,热管理系统,控制系统等组成。

电堆是系统的核心,电堆是由单电池(图1.2)组成,单电池是由膜电极组件(图1.3),流场双极板,端板以及外围输送装置,控制系统等组成。

膜电极(MEA)是PEMFC的核心部件。从下图1.3可以看出,MEA由两片电极和作为电解质的Nadion膜构成,外面两片聚酯框起到固定和支撑作用。整体采用热压工艺制成。

A-电极引线;B-电极;C-进气孔;D-出气孔;E-石墨板流场;F-膜电极组件(MEA)

图1.2 PEMFC结构示意图

1)Nafion膜 2)电极 3)固定孔 4)聚酯框

图1.3膜电极组件

3、制备MEA的方法

按照催化层的支撑基体的不同,将MEA制备技术分成CCS(catalyst-coated substrate催化剂制备在基体)和CCM(catalyst-coated membrane催化剂制备在膜上)两种方法。CCS即将催化剂浆料用不同方法应用到预处理的碳布或者碳纸上,制成气体扩散电极,然后将电极与膜材料热压成MEA。CCM则是将催化剂浆料直接制备在PEM上形成MEA,使用时再在MEA两侧应用GDL。CCS的优势在于浆料制备在GDL层,不会引起膜吸水褶皱的问题。但是,CCS方法催化剂容易渗透进GDL层,降低催化效率,同时改变GDL的孔结构和憎水性,引起传质困难。并且CCS方法催化层和膜结合不紧密,会导致离子传导困难,降低MEA性能,所以现在用的最多的是CCM方法制备MEA。

4、MEA制备方法的改进

4.1质子交换膜的改进

质子交换膜在MEA中的作用:①提供质子传输通道;②电子绝缘(防止阴阳极短路);③分隔反应气互串

因此质子交换膜必须有良好的质子传导能力和阻气能力,还必须具有一定的机械强度。目前使用最多的同时也是唯一商品化的是美国Dupont的Nafion膜(Nafion 117,115,1135,112,212等型号),Nafion膜是一种全氟磺酸膜,它的聚四氟乙烯骨架提供了化学稳定性和一定机械强度,其中的磺酸根(-SO3H)作为亲水性离子交换基团完成质子传导的作用。目前很多质子交换膜都是全氟磺酸膜,例如美国DOW公司的DOW膜,(DOW膜比Nafion膜的侧链短,意味着树脂含量减少,型号XUS-13204.10)日本旭化成与旭硝子公司生产了与Nafion膜类似的长侧链的全氟磺酸质子交换膜,代号为Flemion和Aciplex,还有日本氯公司的C膜等。在全氟磺酸膜方面,美国3M公司开发了一种新型PFIA膜,这种膜的骨架和端基仍然是聚四氟乙烯和磺酸根,但是在侧链引入多个双磺酰亚胺基团,大大提高了其性能,而且在干燥条件下的质子电导率依然很高。

但是全氟磺酸膜的工艺复杂、价格高,制约了PEMFC的商业化发展,国内外学者考虑开发部分氟化或者使用非氟化质子膜。Ballard公司开发了一种三氟苯乙烯聚合物膜,相关测试表明该膜与DOW XUS-13204.10以及Nafion 112性能相当,而成本只有其十分之一。美国Dais公司开发了商品代号KratonG1650的磺化苯乙烯/乙烯基丁烯/苯乙烯三嵌段共聚物膜,相关测试表明这种膜特别适用于小功率、室温使用的PEMFC。此外还有嵌段磺化聚芳醚酮砜共聚物膜、PLGA纳米聚合物纤维复合Nafion膜等研究。同时,在非氟质子交换膜的研究方面,也有了长足的进展。

4.2气体扩散层GDL的优化设计

GDL在PEMFC中起到的主要作用是支撑膜电极和为电子、反应物以及产物的多相传质提供传输通道,所以GDL通常由多孔碳纤维基底和微孔层(MPL)组成。

关于GDL层的优化设计目前方向基本集中于孔隙率梯度化和PTFE含量的梯度化。降低GDL的孔隙率会增强其导电性,但同时也会阻碍反应气体的供给。实验表明,改善孔隙率在低电流密度下对极化程度影响不大,但是在高电流密度下影响明显,这与高电流密度下的极化受到传质限制的理论相吻合。孔隙率从CL侧到气体流道侧逐渐提高可以提高GDL的气体传导以及排水性能。

PTFE含量梯度化可以分为展向梯度化和纵向梯度化,其中纵向梯度化的作用比较明显。实验证明PTFE的用量从CL侧到气体流道侧逐渐提高可以提高GDL的性能。

总结:对GDL层的孔隙率和PTFE含量的梯度化设计可以提高PEMFC的性能。4.3优化热压工艺参数

目前的MEA基本都是通过热压的方法组装起来的。热压工艺参数包括温度、热压时间、压力。对于我们CCM制备MEA的方法,压力过高,则GDL层孔隙率减少,反应气和水在其中传质阻力增大;温度过高,不光使PEM含水率降低,使其质子传导能力下降,并且高温也容易损坏PEM;热压时间过长,会导致磺酸根分解失去质子传导能力。而这些参数过低,则使MEA热压不实产生气泡等影响性能。所以热压过程必须根据使用的材料采取不同的参数。

4.4催化层的优化

一般采取的方法有以下三种: ①采用Pt含量适中的Pt/C催化剂 ②在CL表面溅射Pt层 ③优化CL中Nafion浸渍量

另外,在PEMFC中还有改善双极板流道设计、改善双极板材料、催化剂制备到电极工艺优化、先进催化剂制备技术、改善MEA寿命等方向的研究。

第二篇:乙酸乙酯制备演示实验的改进

乙酸乙酯制备演示实验的改进

摘要:乙酸乙酯是化工业一种重要的有机化合物。可以作为溶剂和香料,有广泛的工业用途。乙酸乙酯的制备还是中学化学的经典有机合成实验,在人教版高中教材必修2中实验3—4中,制备它采用的酒精灯直接加热,浓硫酸作催化剂,虽然整套装置设计简单,但也存在着许多不足,有待改进。

关键词:乙酸乙酯;制备;演示实验;实验改进

乙酸乙酯的制备方法比较多,关于该反应所用催化剂以及加热方法,我们在老师的指导下,查阅了很多资料或教科书均有不同的方式方法。通过对比实验,我们就关于乙酸乙酯制备课堂演示实验进行了小的改进。

在人教版高中教材必修2中实验3—4按图1装置进行实验实验后,发现以下几点不足:①加热过程中乙醇、乙酸、浓硫酸的混合液易变黑;②试管中收集的产物经振荡后久久不出现分层,或分层不明显。

图1

图2 如果按照图2进行实验,有效地避免了图1的不足。图2的优点是:①增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液温度; ②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液以提高乙酸乙酯产量;③增加了水冷凝装置,有利于收集产物。

乙酸乙酯制备演示实验是为了演示酯的生成原理和过程,在一般情况下,能有目的地引导我们观察实验中酯的生成状态,认识酸、醇、酯的性质,培养我们实事求是的科学态度、安全环保意识和绿色化学思想。出的改进措施使乙酸乙酯课堂演示制备实验具有较好的实用性、可操作性和科学性,更符合课堂教学的要求。

通过这次实验装置的改进,更激发了我们学习化学的热情。

参考文献:

[1][9]王磊主编,普通高中课程标准实验教科书・化学2(必修)。济南:山东科学技术出版社,2007:80。

[2][10]王祖浩主编,普通高中课程标准实验教科书・化学2(必修)。南京:江苏教育出版社,2007:71。

第三篇:保密工作改进方案

保密工作改进方案

为做好公司保密管理工作,造大声势,突出效果,促进个人岗位及部门正面影响,特在总结经验教训的基础上,提出如下改进措施;

一、个人改进

1、每月不少于两次,对各部门档案、保密管理情况进行抽检。每发现一问题,直接扣车间1分,重要问题扣部门负责人2分,三次扣部门负责人5分,附带扣保密员2分,4次以上直接通报其分管副总,进行问责。

2、每季度组织一次联合保密检查(组成有公司办、安全、信息、调度部门);每季度组织一次档案专项检查。

3、每半年组织一次制度、知识培训及测试(主讲或视频)。

4、每年组织一次总结会议及评选活动;每年组织一次宣传展览活动;每年组织一次征文活动。

二、部门(车间)管理

1、每月10、20、30日前,上报档案、保密自检情况书面书面记录,要求明确检查人、检查时间、检查部位、发现问题、改进措施、完成情况、考核情况、当事人签字、部门负责人签字、保密员签字。

此记录少一次,扣该部门负责人2分。退改一次,扣保密员1分。

2、每月15日前,上报档案、保密培训教育情况书面记录,要求明确主讲人、宣教室见、教育内容、教育地点、学习参加人员、学习效果情况、受教育人签字、部门负责人签字、保密员签字。

此记录少一次,扣该部门负责人2分。退改一次,扣保密员1分。

3、每季度末月25日前,上报季度档案、保密工作总结,年底12月25日前上报全档案、保密工作总结及下档案、保密工作目标计划。要求内容包括前期工作完成情况及发现问题、本期工作开展情况及存在问题、经验教训、后期工作目标机改进措施、雷鸣完成时间及责任人、部门负责人签字、保密员签字。

此记录少一次,扣部门负责人2分。退改一次,扣保密员1分。

4、每月上报人员流动情况,包括外来人员出入、外部门人员出入、本部门人员调离情况等,列明姓名、单位(部门)、来访时间、来访目的、人数、滞留时间、离开时间、携带物品资料情况、问题发现及处理情况等,本部门人员须有离职原因、时间、去向及交接情况等。

此记录少一次,扣部门负责人1分。退改一次,扣保密员0.5分。对外来人员的登记情况,适用于安全管理部各大门岗。

5、每季度上报资料归档、借阅、管理情况。

此记录少一次,扣部门负责人2分。退改一次,扣档案员1分

6、每车间在门口明显位置开辟档案保密宣传专栏,每月宣传与档案、保密工作有关的内容及员工档案保密参与心得,要求有实际内容、不虚假、不夸大。同时档案、保密管理员每季度上报一次管理心得。

此项每少一次,扣部门负责人2分。退改一次,扣档案、保密员1分。

三、其它联检部门管理

1、按照前期保密检查改进方案分工,每月不下一次自行独立抽查至少四个部门(车间),循环进行,不得连续重复,并在月底将检查情况书面记录上报公司办。抽查时间、部门自行安排。

列明检查时间、检查人、检查部门、检查部位、问题发现、整改措施、落实情况、考核措施等,要求相应主管签字、受检部门负责人签字、保密员签字。

此抽检记录每少一次,扣检查部门负责人1分,少一个车间扣0.5分。

2、每季度少参加一次联检活动,扣该部门负责人1分;不负责任的,扣参加人1分。

3、每年底12月25日前上报联检总结,每少一次,扣该部门负责人2分。

第四篇:课外活动改进方案

课外活动改进方案

为了培养学生的创新精神与实践能力,丰富学生的课余生活,开拓学生视野,提高学生的非智力因素,全面推进素质教育,开创教育教学改革的新局面,激发学生参加活动的愿望和要求,提高学生参加的积极性和自觉性,使他们具有自觉接受教育的最佳心理状态,使学生每次参加活动都能乐意参加,又确实增长见识,有所益得.结合我校实际情况,本学期全面开展了课外活动。

一、课外活动的意义

课外活动是学校课堂教学的延伸性活动,是进一步深化教育教学改革,全面实施推进素质教育的一个重要体现。课外活动的正常开展,既可丰富学生的课余生活,也可为学生提供一个自主发展的时间与空间。符合广大学生和家长的意愿。学生通过活动,能获得许多在课堂中学不到的知识和技能,有利于激发学生学习兴趣,发展个性特长,促进学生身心健康发展。

二、各活动班级现状分析

课外活动是学校教学的一个亮点,音美组在举行备课组活动时也特别强调要各教师高度重视,任课教师本着踏实上课,做出成绩的宗旨认真教学,可个人的力量是渺小的,众人拾柴火焰高,经音美组开会决定,现将各活动班级现状如实上报学校相关领导,望领导批阅:

1、学生人数大幅减少

刚开始报名时学生很积极,可能持之以恒的人数就比较少,到现在学生人数已超过50%流失,个别班级缩幅已达77%.2、学生太过自由

部分同学不重视课外活动课,想来就来,不想来则跑到操场上玩耍或去做其他事情,造成三天打渔两天晒网的局面,给教师的教学进

度造成一定的困扰。

3、上课时间少

每天的课外活动时间是40分钟,由于学生专业基础较薄弱,每堂课的开始教师都要给学生做一些专业方面的训练,这样一来花去了大半节课的时间,课堂内容就没法完成,第二天来学生已经对前节课的内容记得模糊了,这样一来要做出成效就加大了难度。

4、手工课以及绘画课的材料问题

手工课和绘画课是离不开材料的,而有的材料较难准备,致使教学内容受到局限。

三、改进意见及办法

1、针对学生减少,教师已尝试过用专业技术来吸引学生,可效果不尽人意,学生还是太过自由。综上情况,我组决定教师改进学习内容的愉悦性,并严格考勤制度,希望学校将学生的考勤纳入学生的期末考核中。

2、将课外活动时间变分散为集中,利于教学,以便备战各种比赛。(一节课时间太少,建议两节课连在一起。)

3、请班主任鼓励有特长的学生参加课外活动,而不是阻止学生参与。唯有这样才能提高班级的整体水平。

4、教师、学生实行双选制,从而排除一些浑水摸鱼的学生。

5、希望可外出观摩

由于第一年开班,经验不够,希望到其他学校观摩学习,开拓视野,积累经验。

音美组

2012年5月18日

第五篇:改进作风方案

改进文风,兹事体大。人们从文风状况中可以判断党的作风,评价党的形象,进而观察党的宗旨的贯彻落实情况。

改进文风,难度挺大。毛主席《反对党八股》已发表近70年,文中痛斥的又臭又长的“懒婆娘的裹脚”式的文风,却总也甩不掉。“有数量无质量,有长度无力度”的讲话,“有价格无价值,有厚度无深度”的书本,乃至没味没用的空话、言不由衷的假话、万人一腔的套话总也少不了。

改进文风,务须重新开始。

改进文风,应该从改进作风开始。

心无点墨,说话就长。不用心,不学习,不调查,难免“茶碗一端、说话无边”,讲空话,讲大话,讲一些似是而非漫无边际的套话。就算去学习去调查了,如果不用心,也是“葫芦掉在井里——到下边漂着”,等于没下去。惟有上了心劳了神用了心尽了力,甚至殚精竭虑调查研究,夜不能寐学习钻研,群众意见听懂了,实际情况摸透了,理论功底扎实了,知识积累厚实了,肚里东西装多了,才能厚积薄发、言之有物、深入浅出、画龙点睛地讲话、写文章。

心无底气,说话就空。似乎决心很大,道理很多,但只有唱功,没有做功,“嘴行千里,屁股还在屋里”。有些提法,或是肤浅,或是猎奇,处于若明若暗、似明白又糊涂的状态。文章一二三头头是道,一较真就糊涂了。讲话眉毛胡子一把抓,其结果是螃蟹吃豆腐——吃得不多,抓得挺乱。

心无群众,说话就假。某地野猪糟蹋庄稼,乡村组织民兵驱赶,花费了很多人力。后来有人想了“高招”,用录音机录上狮、虎的声音和人声、枪声,用高音喇叭播放。开始果然有效,但几天后,野猪试探着往庄稼里凑,结果发现仍然只有叫喊而没动作,于是甩开嘴巴,把绑喇叭的杆子给啃倒了。当地人说,讲假话、说空话、唱高调,连野猪都骗不了。目中无人,心无群众,自然“常说的老话多,正确的废话多,漂亮的空话多”,就会“讲话没有不重要的,肯定没有不充分的,大会没有不隆重的,闭幕没有不胜利的,群众没有不拍手的”。其实,对这样的“八股干部”,群众没有不笑话的!

心无重任,说话就飘。文风体现党风。每个党员都有“常怀忧党之心,恪尽兴党之责”的沉重,都有深入实际、多办实事的沉稳,扎实干练的文风才能蔚然成风。因此必须在加强党性修养上下功夫,把作文与做人结合起来统一起来。老老实实做人,踏踏实实办事,实实在在说话,实事求是作文。自己的境界高了,没有私心杂念了,就能做到言行一致、表里如一,讲出的话、写出的文章才有分量、有价值,人们才愿意听、愿意看。

改进文风,让我们重新开始。

改进文风,从改进作风开始。

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