PEMFC催化层中PTFE和Nafion对催化剂利用率的影响

本文利用循环伏安法，结合透射电镜和扫描电镜研究了质子膜燃料电池催化层中加入的聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）和全氟磺酸树脂（Ｎａｆｉｏｎ）对催化剂利用率的影响．ＰＴＦＥ对催化剂利用率的影响很小．但在亲水型电极中，催化剂颗粒之间的电子导通会受到Ｎａｆｉｏｎ的阻碍，并导致催化剂利用率降低．由于Ｎａｆｉｏｎ分子很小。

四价钼体系催化丁二烯聚合动力学

本文报导了MoCl2(n-C8H17O)2-(i-Bu)2AlOph体系催化丁二烯聚合动力学研究结果,得到聚合速率方程式R=k(C)O(2)[M]=kpa(c)o(M),表观活化能18.6千卡/摩尔,指数前因子1.6×10^(10)分^(-1),以及不同温度下的催化剂利用率,活性中心浓度,活性中心平均寿命等,还证明了等聚合速率的聚合时间tO与活性中心平均寿命相近。

基于微观格点模型模拟PEMFC定向结构催化层

用微观格点模型对质子交换膜燃料电池(PEMFC)定向结构阴极性能进行了模拟,并与随机结构电极进行了对比,研究了催化剂利用率及电池性能的变化.计算了催化层内的传递和电化学反应,研究了质子、氧气及电化学反应速率在电极厚度方向上的分布,并且通过对比氧气浓度、离子电势和电化学反应速率的分布,证明了Pt/C颗粒在电极厚度方向上定向排布有利于提高电池性能.另外,研究了电极厚度对定向结构电极性能的影响,发现与随机结构电极不同,定向结构电极厚度越小,高电流密度下电极性能越好.

基于新球型微观结构模型模拟PEMFC催化层

建立了一个新球型催化层微观结构模型,并基于此模型对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能进行了模拟.该模型中假设催化层由Pt/C颗粒和离子聚合物-孔混合相组成.假设Pt/C颗粒为球形结构,其直径符合正态分布,用不同直径的球来表示随机分散在电极中的Pt/C颗粒.计算了催化层内的传递和电化学反应,研究了质子和氧气及电化学反应速率在电极厚度方向上的分布,并且通过对比氧气浓度、过电位和电化学反应速率的分布、极化曲线及催化剂利用率等证明了适当的电极厚度与Pt/C颗粒粒径有利于提高电池性能.

超声喷涂法制备PEMFC膜电极研究

介绍了超声喷涂技术在制备质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极中的应用。对喷涂数据的分析表明,超声喷涂技术喷涂重复性和稳定性好,浆料利用率高。对膜电极进行形貌分析,显示膜电极表面均匀且颗粒分散性良好,微孔层(MPL)和催化层(CL)呈立体孔隙结构,有利于减少传输电阻,形成有效的三相反应区。保持阴极铂载量为0.55 mg·cm^(-2),阳极降载量实验表明,在极低阳极铂载量下,膜电极仍具有良好的性能。在50℃,无外加湿,氢空测试条件下,阳极铂载量为0.05 mg·cm^(-2)时,最高功率密度为370 m W·cm^(-2),而单位阳极铂质量的比功率达7.39 W·mg^(-1),催化剂利用率高。氢闭端400 m A·cm^(-2)长时放电实验表明,0.05 mg·cm^(-2)膜电极仍然表现出与0.30 mg·cm^(-2)膜电极相当的性能。实验表明进一步降低膜电极铂载量是可行的。