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天大迈克尔·盖弗教授带领团队开辟“绿色动力”之路

来源:中国膜工业协会 作者:中国膜工业协会 人气: 发布时间:2018-05-11 12:43:30


5月9日,“走进实验室,探索科学之美”天津大学组织了“师生摄影爱好者走进实验室”活动,围绕科研实验场景、师生科研风采进行摄影创作,展现天大人实事求是、矢志创新的精神。提起内燃机,除了强劲的动力以外,人们还会想到氮氧化物的排放给环境带来的污染。


而在天津大学的绿色能源中心材料实验室,作为课题组核心成员的迈克尔·盖弗(Michael D. Guiver)教授,带领着团队立足于时代发展的需求并结合自身优势,开辟了一条以绿色环保、清洁高效为目标的“绿色动力”之路。绿色能源中心材料实验室依托于天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,以研发高效燃料电池技术为主要研究方向,涉及高性能聚合物电解质膜的设计合成、膜电极的制备技术、以及燃料电池水热管理等领域,是一个材料、化学化工和传质传热等多学科交叉的科研平台。


实验室自2015年底开始筹建,目前已配备燃料电池相关材料合成及表征的全套设备,可以实现材料微观形态、电化学行为、流变行为、物理化学性能和机械性能等方面的研究,此外实验室还拥有小规模的膜电极制作及单电池燃料电池性能测试装置,结合燃料电池模拟工作站进行的膜电极水热管理计算,能够实现全方位、多尺度的燃料电池特性研究。实验室由膜领域的国际知名学者、国家千人计划教授迈克尔·盖弗担任组长,目前有尹燕等3名老师,1名博士后以及多名博士和硕士研究生,经过几年的发展至今已初具规模,正在建成国内外燃料电池领域具有重要影响力的高水平科学研究及学术交流平台。


▲迈克尔·盖弗教授团队成员在绿色能源实验室的合影

这是一块正在燃料电池测试平台上进行性能测试的单电池,测试装置正在对单电池的温度、气体流量、湿度进行实时监控。

实验室成员在细心地称量PIM膜所用的原料。PIM是由芳香四醇单体和含氟的化合物反应生成的含有二氧六环结构的聚合物,因为其性能优良,被广泛应用于气体分离和离子交换膜的研究。

学生在仔细地观察成膜用铸膜液的形态。PIM在不同的溶剂中形成铸膜液的性质差别较大,所以需要探索最佳的铸膜液条件。

这是刚刚制备出来的PIM膜,因为应用于离子交换领域的膜材料要求具有较小的溶胀度,避免因为溶胀度较高,而损害膜的机械性能和离子交换性能,所以需要反复试验测试膜在水中溶胀的情况。

这是PIM膜干燥后的最终形态。PIM可以制备出厚度较薄的薄膜,在气体分离域可以作为气体分离膜的选择性层来使用,据最新的研究成果报到,渗透通量和选择性的综合性能是目前为止,聚合物中性能最为优良的一种聚合物膜材料。

盖弗教授与内燃机重点实验室的缘分来自于重点实验室引进的第一位千人——滑铁卢大学的李献国教授。图为二人在实验室交流科研平台建设。他们在“绿色动力”的道路上开启了接力棒式的赛跑模式,带领着实验室团队不断前行。

盖弗教授在给两名课题组成员讲解实验安全及实验室安全的有关注意事项。

老师在跟正在进行燃料电池性能测试实验的学生交流指导。

这是膜电极(MEA)组装平台。盖弗教授正在指导学生关于膜电极、流道、双极板等的组装的要点和技巧。

指导学生使用无掩膜曝光机的使用。曝光机是指通过开启灯光发出一定波长的紫外线,将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的机器设备。




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