对原子薄质子导电膜进行比较研究,以减少燃料电池中的交叉
Shanmukh Kutagulla1, Nam Hoang Le1,2, Isabel Terry Caldino Bohn1,2
1Texas Materials Institute, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 78758, United States.
ACS applied materials & interfaces
|December 16, 2023
概括
像石墨烯和MoS2这样的二维材料可以减少质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中的交叉. 这些涂层通过尽量减少损耗,同时保持质子导电性来提高效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 是清洁能源的关键,但受到交叉的影响.
- 交叉降低了PEMFC中的效率和性能.
研究的目的:
- 调查二维材料作为阳极涂层的有效性,以减轻PEMFC中的交叉.
- 评估这些涂层对质子导电性和催化剂性能的影响.
主要方法:
- 应用2D材料 (石墨烯,hBN,aBN,MoS2) 作为Nafion膜上的H2屏障涂层.
- 量化交叉减轻和测量质子导电性.
- 评估了最初的催化剂性能.
主要成果:
- 与Nafion 211.1.相比,交叉缓解从4.4% (1nm MoS2) 到46.1% (石墨烯) 不同.
- 在2纳米MoS2和aBN等材料中证明了显著的质子传输.
- 8纳米的MoS2和1L的石墨烯涂层显示出大量的交叉减少,导电性损失最小.
结论:
- 二维材料有效地减少了PEMFC中的交叉.
- 2D材料的战略选择可以平衡交叉减轻和质子导电性.
- 莫斯2和石墨烯在提高PEMFC性能方面表现有前途.


