通过可访问的电极纳米结构在低Pt负载PEMFCs中增加批量氧气运输
Xiaojing Cheng1, Jinghao Zhou2, Liuxuan Luo1
1Institute of Fuel Cells, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 11, 2024
概括
在聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC) 中优化孔径可以改善氧气运输. 这项研究引入纳米碳酸来控制孔径,提高燃料电池效率和减少排放.
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:
- 聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC) 提供了可持续的能源解决方案,但在成本和氧气运输方面面临挑战.
- 在阴极催化剂层 (CCL) 中氧气运输缓慢限制了PEMFC的性能和效率.
研究的目的:
- 调查毛孔尺寸分布对PEMFC中散装氧气运输的影响.
- 优化CCL结构以提高氧气扩散和燃料电池性能.
主要方法:
- 作为孔形成剂,利用了具有不同颗粒大小的纳米碳酸.
- 进行了物理化学表征和现场电化学测量.
- 采用了格子博尔兹曼方法 (LBM) 模拟来建模氧气运输.
主要成果:
- 有效的氧气扩散率最初增加,然后随着最可能的孔径增加而减少.
- 一个"球体管道"模型被开发来解释大批量氧气运输机制.
- 二次孔隙大小和初级孔隙数量都对氧气运输有重大影响.
结论:
- 控制毛孔尺寸分布对于改善PEMFC CCL中的散装氧气运输至关重要.
- 拟议的"球管"模型为优化CCL架构提供了洞察力,以提高燃料电池性能.
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