在SSC-MEA中的运输友好型微结构:揭示SSC基于离子体的膜电极组件,以提高燃料电池性能
Min Li1, Han Ding2, Jingnan Song1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, Center of Hydrogen Science, Shanghai Key Lab of Electrical Insulation & Thermal Aging, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 15, 2024
概括
在燃料电池中使用短侧链完全硫酸 (SSC-PFSA) 离子体作为阴极结合剂显著提高了膜电极组件 (MEA) 的性能. 这种新的方法提高了质量传输和质子导电性,以提高燃料电池效率.
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:
- 催化剂层 (CL) 粘合剂通过影响大规模运输,极大地影响燃料电池性能.
- 优化离子体粘合剂是提高膜电极组装 (MEA) 效率的关键.
研究的目的:
- 调查使用短侧链完全硫酸 (SSC-PFSA) 离子体作为阴极粘合剂,以提高MEA性能.
- 阐明SSC-PFSA绑定MEA (SSC-MEA) 中的微结构-运输关系.
主要方法:
- 使用SSC-PFSA离子体作为阴极结合剂制造SSC-MEA.
- 对离子体-催化剂网络和三相接口的可视化.
- 分析质量传输特性和微观结构特征.
主要成果:
- SSC-MEA表现出一个连接良好的离子体网络和层次性的多孔结构.
- 与长侧链PFSA (LSC-PFSA) 结合的MEA (LSC-MEA) 相比,证明了优越的质量转移特性.
- 实现了1.23W cm-2的峰值功率密度,增强了O2传输,并在65°C和70%RH时提高了65%的质子导电性.
结论:
- 通过优化CL微结构,SSC-PFSA离子体为高效的MEA提供了一条途径.
- 确定了燃料电池CLs的形态,运输现象和性能之间的明确联系.
- 为燃料电池应用设计先进的MEA提供战略见解.
