通过硫化聚离子液修改电催化剂-离子体接口) 块共聚合物,使高性能聚合物电解质燃料电池成为可能

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) 对清洁能源至关重要.
• 硫化多离子液体) 块共聚合物 (SPILBCP) 离子体通过抑制 (Pt) 表面氧化,提供增强的动力性能.
• 然而,SPILBCP离子体具有较差的离子体网络连接性,导致在相对湿度 (RH) 较低时电化学活性区域的显著损失.

研究的目的:

• 为了解决PEMFC电极中SPILBCP离子体的局限性.
• 通过增强离子体网络连接来提高膜电极组件 (MEAs) 的整体性能.
• 研究Nafion和SPILBCP离子体对MEA性能的联合影响.

主要方法:

• 使用带有 SPILBCP 离子体的 Pt/Vulcan 电触媒制造 PEMFC 电极.
• 电极性能的表征,专注于动力和质量传输区域.
• 在MEAs中开发和测试混合Nafion/SPILBCP离子体系统.

主要成果:

• 仅使用SPILBCP的电极显示,由于抑制了Pt氧化,其动力性能提高了两倍.
• 由于离子体连接性差,SPILBCP电极在30%RH下经历了超过70%的电化学活性区域损失.
• 混合Nafion/SPILBCP电极在跨越动力和质量运输限制的情况下,在MEA性能方面表现出了显著的改善.
• 来自MEA测试的特定活性值与以前的半细胞结果相匹配,用于无纳系统.

结论:

• 将Nafion与SPILBCP离子体混合,可以有效地克服单独使用SPILBCP的连接问题.
• 结合的离子体系统显著提高了PEMFC中MEA的整体性能.
• 这一战略提供了一个有前途的方法,通过定制电催化剂/离子体接口来改进表面可访问电催化剂的MEA.