在燃料电池中评估 perfluorosulfonic 酸膜的耐用性,使用组合开放电路电压加速稳定性测试

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 依靠耐用膜进行高效运行.
• perfluorosulfonic acid (PFSA) 膜是关键组件,但它们在运行压力下的长期稳定性是一个关键问题.
• 了解膜降解对于改善燃料电池性能和寿命至关重要.

研究的目的:

• 用电化学方法评估PFSA膜的化学和机械耐用性.
• 为了比较制3M PFSA增强复合膜 (RCM) 与非制RCM和其他膜类型的性能.
• 为了建立一个明确的电化学指标和膜耐用性之间的关系.

主要方法:

• 利用各种电化学评估技术来评估PFSA膜降解.
• 采用开放电路电压加速稳定性测试协议.
• 测量电化学指标包括电化学活性表面积,电路电阻,高频电阻和质子电阻.

主要成果:

• 经过冷却的3M PFSA RCM显示了显著改善的化学和机械耐用性.
• 在加速测试中,冷却的3M PFSA RCM在加速测试中实现了18000个循环,超过了NR 211 (5000个循环).
• 电化学指标精确量化了膜随时间的恶化.

结论:

• 化3M PFSA RCM为PEMFC应用提供了卓越的弹性和耐用性.
• 电化学测试提供了一种可靠的方法来评估膜耐用性和预测寿命.
• 这项研究提供了对在操作压力下膜行为的全面了解,指导了未来的材料开发.