H诱导的金属绝缘转换提高了高温聚合物电解质膜燃料电池的稳定性
Liguang Lin1, Zhiwei Cai2, Yuanfei Niu1
1State Key Laboratory of Chemo/Bio-Sensing and Chemometrics, College of Chemistry and Chemical Engineering, Advanced Catalytic Engineering Research Center of the Ministry of Education, Hunan University, Changsha, 410082, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 26, 2024
概括
研究人员通过向阳极添加VO2来改进高温聚合物电解质膜燃料电池 (HT-PEMFCs). 这种材料充当气缓冲器,在燃料短缺条件下显著提高性能和耐用性.
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:
- 高温聚合物电解质膜燃料电池 (HT-PEMFC) 在源灵活性和系统管理方面具有优势.
- 在HT-PEMFC中频繁的启动/关闭周期会导致燃料短缺,严重降低性能和寿命.
- 现有的阳极材料努力减轻燃料饥饿的有害影响.
研究的目的:
- 制定一项战略,以提高HT-PEMFCs的耐用性,防止燃料短缺.
- 调查VO2作为气缓冲的阳极添加剂的使用,并防止性能降低.
- 为了利用VO2的金属绝缘器相变,改善燃料电池的运行.
主要方法:
- 将二氧化瓦纳 (VO2) 纳入HT-PEMFCs的阳极.
- 通过间隔,对VO2转化为金属HxVO2的可逆转化进行研究.
- 分析从HxVO2释放的气,并通过隔离VO2来防止副作用.
- 与传统 (Pt) 阳极进行性能和耐久性测试的比较.
主要成果:
- 经VO2修改的阳极显示了可逆的金属绝缘器相变,作为局部缓冲器.
- HxVO2有效释放了气,抑制了逆流降解并减轻了燃料饥饿的影响.
- 生成的绝缘VO2阶段在燃料饥饿期间防止了有害的副作用.
- 基于VO2的阳极表现出明显更高的输出功率和更好的耐用性,与燃料饥饿后的PT阳极相比.
结论:
- 使用VO2的金属绝缘器相转换的现场可逆存储/释放策略有效地提高了HT-PEMFC的耐用性.
- 纳入VO2提供了一个有希望的方法来克服HT-PEMFCs中燃料饥饿的挑战.
- 这种方法为更强大,更持久的燃料电池技术提供了途径.
