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Exploration of the oxygen transport behavior in non-precious metal catalyst-based cathode catalyst layer for proton exchange membrane fuel cells
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作者 Shiqu CHEN Silei XIANG +5 位作者 Zehao TAN Huiyuan LI Xiaohui YAN Jiewei YIN Shuiyun SHEN Junliang ZHANG 《Frontiers in Energy》 SCIE CSCD 2023年第1期123-133,共11页
High cost has undoubtedly become the biggest obstacle to the commercialization of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs),in which Pt-based catalysts employed in the cathodic catalyst layer(CCL)account for the maj... High cost has undoubtedly become the biggest obstacle to the commercialization of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs),in which Pt-based catalysts employed in the cathodic catalyst layer(CCL)account for the major portion of the cost.Although nonprecious metal catalysts(NPMCs)show appreciable activity and stability in the oxygen reduction reaction(ORR),the performance of fuel cells based on NPMCs remains unsatisfactory compared to those using Pt-based CCL.Therefore,most studies on NPMC-based fuel cells focus on developing highly active catalysts rather than facilitating oxygen transport.In this work,the oxygen transport behavior in CCLs based on highly active Fe-N-C catalysts is comprehensively explored through the elaborate design of two types of membrane electrode structures,one containing low-Pt-based CCL and NPMCbased dummy catalyst layer(DCL)and the other containing only the NPMC-based CCL.Using Zn-N-C based DCLs of different thickness,the bulk oxygen transport resistance at the unit thickness in NPMC-based CCL was quantified via the limiting current method combined with linear fitting analysis.Then,the local and bulk resistances in NPMC-based CCLs were quantified via the limiting current method and scanning electron microscopy,respectively.Results show that the ratios of local and bulk oxygen transport resistances in NPMCbased CCL are 80%and 20%,respectively,and that an enhancement of local oxygen transport is critical to greatly improve the performance of NPMC-based PEMFCs.Furthermore,the activity of active sites per unit in NPMCbased CCLs was determined to be lower than that in the Pt-based CCL,thus explaining worse cell performance of NPMC-based membrane electrode assemblys(MEAs).It is believed that the development of NPMC-based PEMFCs should proceed not only through the design of catalysts with higher activity but also through the improvement of oxygen transport in the CCL. 展开更多
关键词 proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs) non-precious metal catalyst(NPMC) cathode catalyst layer(CCL) local and bulk oxygen transport resistance
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PEMFC阴极催化层氧传质阻力影响的研究进展 被引量:1
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作者 马哲杰 张文励 +1 位作者 赵炫凯 李平 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2860-2873,共14页
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)阴极催化层的氧传质阻力是限制高电流密度下低Pt载量膜电极极化性能的主要瓶颈。研究如何降低阴极催化层氧传质阻力对于提高PEMFC的性能、加快其商业化应用至关重要。本... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)阴极催化层的氧传质阻力是限制高电流密度下低Pt载量膜电极极化性能的主要瓶颈。研究如何降低阴极催化层氧传质阻力对于提高PEMFC的性能、加快其商业化应用至关重要。本文首先分析了催化层氧传质阻力产生的根源及构成,指出氧气穿越气相、离聚物、Pt纳米粒子三相接触界面时产生的局部氧传质阻力是其重要部分;接着从Pt纳米粒子、离聚物、碳载体和水这四方面阐述了各因素对氧传质阻力特别是局部氧传质阻力的影响,归纳总结了降低氧传质阻力的方法;最后对低Pt载量PEMFC阴极催化层设计进行了展望,提出从构建适宜的载体孔结构、合理分布孔道内外Pt粒子数量、控制离聚物厚度及分布,以及强化水转移等方面着手,以降低氧传质阻力,提高电池在高电流密度下的功率输出。 展开更多
关键词 传质 多孔介质 燃料电池 阴极催化层 低Pt载量 局部氧传质阻力
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A perspective on influences of cathode material degradation on oxygen transport resistance in low Pt PEMFC 被引量:3
3
作者 Huiyuan Li Xiaojing Cheng +2 位作者 Xiaohui Yan Shuiyun Shen Junliang Zhang 《Nano Research》 SCIE EI CSCD 2023年第1期377-390,共14页
A large-scale industrial application of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)greatly depends on both substantial cost reduction and continuous durability enhancement.However,compared to effects of material degra... A large-scale industrial application of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)greatly depends on both substantial cost reduction and continuous durability enhancement.However,compared to effects of material degradation on apparent activity loss,little attention has been paid to influences on the phenomena of mass transport.In this review,influences of the degradation of key materials in membrane electrode assemblies(MEAs)on oxygen transport resistance in both cathode catalyst layers(CCLs)and gas diffusion layers(GDLs)are comprehensively explored,including carbon support,electrocatalyst,ionomer in CCLs as well as carbon material and hydrophobic polytetrafluoroethylene(PTFE)in GDLs.It is analyzed that carbon corrosion in CCLs will result in pore structure destruction and impact ionomer distribution,thus affecting both the bulk and local oxygen transport behavior.Considering the catalyst degradation,an eventual decrease in electrochemical active surface area(ECSA)definitely increases the local oxygen transport resistance since a decrease in active sites will lead to a longer oxygen transport path.It is also noted that problems concerning oxygen transport caused by the degradation of ionomer chemical structure in CCLs should not be ignored.Both cation contamination and chemical decomposition will change the structure of ionomer,thus worsening the local oxygen transport.Finally,it is found that the loss of carbon and PTFE in GDLs lead to a higher hydrophilicity,which is related to an occurrence of water flooding and increase in the oxygen transport resistance. 展开更多
关键词 proton exchange membrane fuel cells(PEMFC) oxygen transport resistance DEGRADATION cathode catalyst layer gas diffusion layer
原文传递
质子交换膜燃料电池阴极催化层疏水性优化
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作者 陈浩杰 唐美华 陈胜利 《电化学(中英文)》 CAS 北大核心 2023年第9期12-21,共10页
本文采用CCM法(catalyst coated membrane)技术,结合单电池极化曲线、电化学阻抗谱、极限电流法和表面接触角等多种表征技术,系统研究了直接聚四氟乙烯(PTFE)分子添加以及PTFE修饰的疏水性碳(PTTE@XC72)等不同疏水化方法对质子交换膜燃... 本文采用CCM法(catalyst coated membrane)技术,结合单电池极化曲线、电化学阻抗谱、极限电流法和表面接触角等多种表征技术,系统研究了直接聚四氟乙烯(PTFE)分子添加以及PTFE修饰的疏水性碳(PTTE@XC72)等不同疏水化方法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阴极催化层电化学性能、氧气传输阻抗和质子传输阻抗的影响。在此基础上,通过构建PTFE梯度化疏水性结构来进一步优化PEMFC的性能。结果表明,与添加PTFE@XC72相比,直接添加适量的PTFE分子对膜电极(MEA)性能提升效果更为显著,这主要与该疏水结构可在维持高速质子传导的同时,极大降低催化层的氧气传输阻抗有关。当直接添加的PTFE与催化层中碳载体的质量比为0.1时,MEA呈现最好的性能。在添加PTFE@XC72的MEA中,由于额外的碳颗粒导致催化层厚度增加,延长了反应物质的传输路径,从而使得质子传输阻抗和氧气传输阻抗均上升。在此基础上,通过在催化层不同位置直接添加PTFE构建梯度化疏水性结构。结果表明,当适量PTFE靠近催化层与气体扩散层界面分布时,MEA呈现最好的性能,峰值功率密度比未经疏水性处理的膜电极高接近20%,氧气传输阻抗大幅降低。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极催化层 聚四氟乙烯 疏水性 氧气传输阻抗
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结构参数对质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的影响 被引量:2
5
作者 杜春雨 程新群 +1 位作者 尹鸽平 史鹏飞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期212-216,共5页
建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的稳态数学模型,目的是研究催化层厚度、铂载量、电解质体积含量和碳载体直径等设计参数对催化层性能的影响。模型方程涉及质子、电子和氧气的传递以及电化学反应等过程。计算结果与实验数据吻... 建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的稳态数学模型,目的是研究催化层厚度、铂载量、电解质体积含量和碳载体直径等设计参数对催化层性能的影响。模型方程涉及质子、电子和氧气的传递以及电化学反应等过程。计算结果与实验数据吻合。模拟表明,一定范围内较薄的催化层有利于性能提高,但厚度太小反而不利;提高电解质体积含量和铂载量可以明显改进催化层工作特性,但存在优化值,高于此值,催化层性能迅速下降;较细的碳载体直径会适当改善催化层性能。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极 有序催化层 优化 数学模拟
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PEMFC阴极催化层的LBM模拟 被引量:2
6
作者 陈黎 栾辉宝 陶文铨 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期794-797,共4页
采用格子-Boltzmann方法(LBM)直接从介观层次数值模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极催化层的传质和电化学反应过程。开发了二维程序;为了验证所编程序的正确性,建立了一个理想的二维规则模型,模拟得到的极化曲线和已有文献的极化曲... 采用格子-Boltzmann方法(LBM)直接从介观层次数值模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极催化层的传质和电化学反应过程。开发了二维程序;为了验证所编程序的正确性,建立了一个理想的二维规则模型,模拟得到的极化曲线和已有文献的极化曲线吻合较好。处理PEMFC阴极催化层的电镜扫描图得到了二维实际计算模型,应用LBM模拟得到了二维的O2浓度和电势分布。表明LBM是一有效的分析PEMFC阴极催化层中传递和电化学反应过程的数值模拟方法。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极催化层 格子-BOLTZMANN方法 介观模拟
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质子交换膜燃料电池阴极有序催化层数学模拟 被引量:1
7
作者 杜春雨 史鹏飞 尹鸽平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1645-1648,共4页
建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的二维数学模型以分析影响性能的主要因素并优化结构参数.模型方程涉及质子、电子传导,气体扩散和电化学反应等过程,并以有限元法求解.计算结果表明,阴极有序催化层通过降低传质阻力而显著提高... 建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的二维数学模型以分析影响性能的主要因素并优化结构参数.模型方程涉及质子、电子传导,气体扩散和电化学反应等过程,并以有限元法求解.计算结果表明,阴极有序催化层通过降低传质阻力而显著提高了电化学性能;影响传递性能的主要因素是O2通过电解质膜的扩散,电子和质子传导以及O2的气相扩散作用不大;降低碳载体和气孔直径、增加催化层厚度主要通过增加催化剂载量改善催化层性能,而减小电解质膜厚度可以促进O2扩散而提高催化层性能. 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极 有序催化层 数学模拟
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直接甲醇燃料电池双催化层阴极结构和性能 被引量:1
8
作者 汪国雄 孙公权 +5 位作者 王素力 王琪 孙海 毛庆 辛勤 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期876-879,共4页
制备了直接甲醇燃料电池双催化层阴极,双催化层由内催化层Pt黑和外催化层40%Pt/C构成。接触角测试、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDX)分析结果表明,在双催化层阴极结构中形成了憎水性、孔结构和催化剂浓度梯度分布。循环伏安测试结果表明双... 制备了直接甲醇燃料电池双催化层阴极,双催化层由内催化层Pt黑和外催化层40%Pt/C构成。接触角测试、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDX)分析结果表明,在双催化层阴极结构中形成了憎水性、孔结构和催化剂浓度梯度分布。循环伏安测试结果表明双催化层具有较多的电化学活性表面积。该双催化层阴极结构有利于氧气扩散和水的排出,提高了电池性能。 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 膜电极 双催化层阴极 梯度分布
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PEMFCs的膜及阴极催化层数值模拟
9
作者 叶芳 陈峰 +2 位作者 郭航 马重芳 王朝阳 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期846-848,共3页
本文提出了一个质子交换膜燃料电池的膜和阴极催化层的一维非稳态数学模型,模型考虑了电化学反应及反应中的传质过程。本文结合算例分析了燃料电池膜及阴极催化层的性能,结果能验证燃料电池内阻理论。论文结果表明:(1)随着输出电流密度... 本文提出了一个质子交换膜燃料电池的膜和阴极催化层的一维非稳态数学模型,模型考虑了电化学反应及反应中的传质过程。本文结合算例分析了燃料电池膜及阴极催化层的性能,结果能验证燃料电池内阻理论。论文结果表明:(1)随着输出电流密度的增大,氧浓度分布不均匀性增大; (2)阴极催化层厚度减小,可提高电池输出电压; (3)电池进口处氧气摩尔浓度增大,可增加电池的输出电压。 展开更多
关键词 燃料电池 质子交换膜 阴极催化层 数值模拟
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空气自呼吸质子交换膜燃料电池最新研究进展 被引量:1
10
作者 熊子昂 舒婷 +2 位作者 田新龙 党岱 廖世军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2012-2017,共6页
空气自呼吸质子交换膜燃料电池具有系统体积小、能量密度高、能量转化效率高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点,是极具商业前景的新一代中小功率便携式电源,其相关研究为燃料电池领域的热点研究课题。本文综述了近年来... 空气自呼吸质子交换膜燃料电池具有系统体积小、能量密度高、能量转化效率高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点,是极具商业前景的新一代中小功率便携式电源,其相关研究为燃料电池领域的热点研究课题。本文综述了近年来此类电池在结构、机理、组成元件、性能等方面的研究进展,认为改善阴极催化层孔隙率和疏水性等能显著加快氧气传输和水移除,提高氧气活化能力;气体扩散层的组成、结构和厚度亦影响其气体透过性和水移除效果;合适的结构设计和材料选取能调节池体温度,强化空气对流;膜电极免增湿技术的应用可以维持电池在低湿度下较高质子传导率和系统稳定性,这是空气自呼吸质子交换膜燃料电池实现商业化的重要研究方向。 展开更多
关键词 燃料电池 空气自呼吸 阴极催化层 气体扩散层 设计 免增湿
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掺杂SiO_2对PEMFC低湿度性能的影响 被引量:1
11
作者 缪智力 俞红梅 +4 位作者 宋微 王亮 赵丹 邵志刚 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期268-271,共4页
采用磺化SiO2/Nafion自增湿膜作为质子交换膜,采用掺杂了纳米SiO2或经过磺化处理的SiO2的催化层作为阴极催化层,考察了饱和增湿条件下由自制质子交换膜和阴极催化层组成样品的接触角和质子电导率。在饱和增湿进气条件下考察了其对电池性... 采用磺化SiO2/Nafion自增湿膜作为质子交换膜,采用掺杂了纳米SiO2或经过磺化处理的SiO2的催化层作为阴极催化层,考察了饱和增湿条件下由自制质子交换膜和阴极催化层组成样品的接触角和质子电导率。在饱和增湿进气条件下考察了其对电池性能,电化学特性的影响,同时降低进气湿度,考察电池性能变化。结果表明,掺杂SiO2提高了催化层的亲水性;掺入纳米SiO2降低了阴极催化层的质子电导率,而掺入磺化SiO2提高了其质子电导率。在饱和增湿进气时,采用磺化SiO2/Nafion自增湿膜大幅地降低了电池的欧姆电阻。采用自增湿膜同时阴极催化层内掺入纳米SiO2降低了电池性能,而掺杂磺化SiO2电池性能有所提高。在干气进气条件下,不论是单独采用磺化SiO2/Nafion复合膜还是在阴极催化层加入纳米SiO2或者磺化处理过的SiO2,电池性能均有所提高。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 自增湿 催化层 SIO2 低湿度
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PEMFC电极中表面扩散现象的初步研究
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作者 罗江水 陈剑 +2 位作者 衣宝廉 查全性 张华民 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期369-372,共4页
制作双催化层结构的PEMFC电极.该双催化层由含有Nafion的内催化层、无Nafion的外催化层组成.循环伏安测试表明,未与Nafion直接接触的外催化层Pt/C催化剂也参与发生在"Pt/Nafion"界面氢原子的吸脱附反应和Pt表面含氧粒子的电... 制作双催化层结构的PEMFC电极.该双催化层由含有Nafion的内催化层、无Nafion的外催化层组成.循环伏安测试表明,未与Nafion直接接触的外催化层Pt/C催化剂也参与发生在"Pt/Nafion"界面氢原子的吸脱附反应和Pt表面含氧粒子的电化学氧化还原.当电势扫描速率较低时,未与Nafion直接接触的外层Pt/C催化剂,其对氢脱附电流的贡献和直接与Nafion接触的内催化层的Pt/C催化剂大致相当.以双催化层电极作PEMFC阴极,单电池(PEMFC)极化曲线测试表明,其阴极外催化层能明显地提高该单电池在活化极化区的输出性能.进一步证明了PEMFC阴极外催化层不与Nafion直接接触的Pt/C催化剂可通过其表面吸附含氧粒子的表面扩散参与发生在"Pt/Nafion"界面氧的电化学还原反应.上述实验为设计PEMFC电极提供了一定的新思路. 展开更多
关键词 PEMFC 表面扩散 成流机理 氧还原反应 阴极催化层
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Nano-Morphology of a Polymer Electrolyte Fuel Cell Catalyst Layer Imaging, Reconstruction and Analysis 被引量:5
13
作者 Simon Thiele Roland Zengerle Christoph Ziegler 《Nano Research》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第9期849-860,共12页
The oxygen reduction reaction (ORR) in the cathode catalyst layer (CCL) of polymer electrolyte fuel cells (PEFC) is one of the major causes of performance loss during operation. In addition, the CCL is the most ... The oxygen reduction reaction (ORR) in the cathode catalyst layer (CCL) of polymer electrolyte fuel cells (PEFC) is one of the major causes of performance loss during operation. In addition, the CCL is the most expensive component due to the use of a Pt catalyst. Apart from the ORR itself, the species transport to and from the reactive sites determines the performance of the PEFC. The effective transport properties of the species in the CCL depend on its nanostructure. Therefore a three-dimensional reconstruction of the CCL is required. A series of two-dimensional images was obtained from focused ion beam- scanning electron microscope (FIB-SEM) imaging and a segmentation method for the two-dimensional images has been developed. The pore size distribution (PSD) was calculated for the three-dimensional geometry. The influence of the alignment and the anisotropic pixel size on the PSD has been investigated. Pores were found in the range between 5 nm and 205 nm. Evaluation of the Knudsen number showed that gas transport in the CCL is governed by the transition flow regime. The liquid water transport can be described within continuum hydrodynamics by including suitable slip flow boundary conditions. 展开更多
关键词 cathode catalyst layer (CCL) polymer electrolyte fuel cell (PEFC) tomograph three-dimensional reconstruction
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溶剂对DMFC阴极催化层微观结构的影响
14
作者 叶瑷玮 王素力 孙公权 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期94-97,共4页
采用扫描电镜(SEM)、动态光散射仪(DLS)和电子探针微分析仪(EPMA)等研究了乙醇和乙二醇两种溶剂对直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极催化层微观结构的影响。结果表明,与乙醇相比,采用乙二醇为溶剂配制催化剂浆液制得的催化层更为平整;催化剂... 采用扫描电镜(SEM)、动态光散射仪(DLS)和电子探针微分析仪(EPMA)等研究了乙醇和乙二醇两种溶剂对直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极催化层微观结构的影响。结果表明,与乙醇相比,采用乙二醇为溶剂配制催化剂浆液制得的催化层更为平整;催化剂粒子和Nafion聚合物在溶液和催化层中的分布都更为均匀;催化层电化学活性表面积提高了约29.6%;在80℃、常压6倍化学计量比(100mA/cm2)空气流速下,单电池最高功率密度提高了57.9%。 展开更多
关键词 直接甲醇燃料电池 阴极催化层 乙二醇 Nafion聚合物
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不同铂碳比下PEMFC梯度阴极催化层性能数值模拟
15
作者 程友良 丁瑞 +1 位作者 毛绍宽 樊小朝 《太阳能学报》 EI CAS 2024年第11期738-746,共9页
建立耦合团聚物模型的二维、两相、非等温的质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,研究在不同铂碳比(Pt/C比)下,阴极催化层(CCL)梯度设计对燃料电池性能的影响。结果表明,当Pt/C比为0.6时,铂载量梯度设计能增强燃料电池性能,但当Pt/C比为0.3... 建立耦合团聚物模型的二维、两相、非等温的质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型,研究在不同铂碳比(Pt/C比)下,阴极催化层(CCL)梯度设计对燃料电池性能的影响。结果表明,当Pt/C比为0.6时,铂载量梯度设计能增强燃料电池性能,但当Pt/C比为0.3时会削弱其性能。而对于铂载量和电解质含量梯度设计,随着Pt/C比降低到0.3,该设计有更低的氧局部传输阻力,使其氧气供应更充足、浓差损失减少、氧饥饿现象消失,从而实现电流密度增幅进一步增大。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 数值模拟 传质 梯度阴极催化层 铂碳比 氧饥饿
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双极界面聚合物膜燃料电池Ⅱ:阴极催化层结构优化 被引量:3
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作者 徐鑫 彭思侃 +2 位作者 张劲 卢善富 相艳 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第3期271-276,共6页
以薄层亲水电极或者厚层憎水电极作为双极燃料电池(BPFC)阴极,系统考察了薄层亲水阴极中季铵化聚砜(QAPSF)含量、厚层憎水电极中聚四氟乙烯(PTFE)含量对电池性能的影响.结果表明,采用薄层亲水阴极时,催化层中QAPSF的最佳含量是20 wt%,... 以薄层亲水电极或者厚层憎水电极作为双极燃料电池(BPFC)阴极,系统考察了薄层亲水阴极中季铵化聚砜(QAPSF)含量、厚层憎水电极中聚四氟乙烯(PTFE)含量对电池性能的影响.结果表明,采用薄层亲水阴极时,催化层中QAPSF的最佳含量是20 wt%,室温下BPFC的最大输出功率达到186.1 m W/cm2.采用厚层憎水电极时,催化层中PTFE的合适含量是20 wt%,40℃时BPFC的最大输出功率达到461.5 m W/cm2.由于碱性阴极对排水的需求较高,厚层憎水电极相较于薄层亲水电极在BPFC中更有优势. 展开更多
关键词 阴极催化层 聚四氟乙烯 季铵化聚砜 聚合物膜 双极燃料电池
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催化层厚度对质子交换膜燃料电池性能影响的数值研究
17
作者 王娜 张文 王宇新 《化学工业与工程》 CAS CSCD 2017年第3期80-87,共8页
采用一维稳态宏观均相模型,首次对不同阴极催化层(CCL)厚度的质子交换膜燃料电池(PEMFC)在全操作电流范围内的功率输出进行了计算和比较。在催化层中各相的体积比不变的前提下,催化层厚度以2种方式变化:一是变化单位面积催化层内的Pt载... 采用一维稳态宏观均相模型,首次对不同阴极催化层(CCL)厚度的质子交换膜燃料电池(PEMFC)在全操作电流范围内的功率输出进行了计算和比较。在催化层中各相的体积比不变的前提下,催化层厚度以2种方式变化:一是变化单位面积催化层内的Pt载量;二是变化Pt在碳载铂(Pt/C)催化剂颗粒中的质量分数。2种方式的模拟结果均表明,催化层较厚的PEMFC具有较高的功率输出。但是从提高催化剂利用率角度考虑,第1种催化层厚度变化方式中催化层越薄催化剂利用率越高,第2种方式相反。在本研究设定的CCL参数范围内,最适宜厚度催化层在整个电流密度范围内都使PEMFC有最高的功率输出。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 阴极催化层厚度 单位面积催化层的Pt载量 Pt在Pt/C颗粒中的质量分数 功率输出
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