在微流体聚合物电解质膜电解剂中探测膜水合通过操作同步子里埃变换红外光谱学
Kevin Krause1, Marine Garcia1, Dominique Michau2
1Arts et Métiers Institut de Technologie, CNRS, Université de Bordeaux, Bordeaux INP, Institut de mécanique et d'ingénierie (I2M), 33405 Talence, France. stephane.chevalier@u-bordeaux.fr.
Lab on a chip
|August 14, 2023
概括
这项研究引入了一种新的微流体聚合物电解质膜 (PEM) 电解剂,用于在生产过程中实时监测水分. 这些发现将膜脱水与细胞衰竭联系在一起,强调了水分对PEM电解剂稳定性的重要性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 聚合物电解质膜 (PEM) 电解器对于可再生能源储存至关重要,通过水分解产生.
- 聚合物电解质膜 (PEM) 对于电解剂的功能至关重要,但其内部传输机制尚不清楚.
- 了解PEM水分是优化电解器性能和寿命的关键.
研究的目的:
- 开发和描述一种具有红外透明度的新型微流体PEM电解器.
- 为了研究PEM水合和运行过程中的电化学性能之间的关系.
- 建立一个实时监测膜水含量的平台.
主要方法:
- 制造一个半透明的微流体PEM电解仪用于红外 (IR) 光谱.
- 同步里埃变换红外光谱仪 (FTIR) 用于在现场测量PEM水含量.
- 电化学性能与在不同条件下 (如流量,温度) 测量PEM水分的相关性.
主要成果:
- 微流体PEM电解器可以通过红外传输直接探测膜含水量.
- 观察到膜脱水与在反应剂缺乏条件下受质运输限制的细胞衰竭相吻合.
- 提高工作温度通过改善水吸收来提高膜水合稳定性.
结论:
- 红外光谱学是一种可行的技术,用于在操作电解器中表征PEM水分.
- 保持最佳的膜水合对于稳定的PEM电解器性能至关重要.
- 开发的平台有助于对内部膜运输现象进行定量研究.
