从结构到动力:单立体碳空气阴极与直接格式燃料电池的优化主动分布
Yudong Zhang1, Menghan Liang1, Wei Yang2
1School of Energy and Power Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|February 20, 2025
概括
这项研究开发了一种新的基于碳的空气阴极,用于增强氧降解反应 (ORR) 活性. 单体,无粘合剂的设计改善了大规模运输和活跃站点的分布,提高了燃料电池的性能.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 非贵金属阴极表现出有限的氧降解反应 (ORR) 活性.
- 质量传输不佳和活动位不足阻碍了阴极的性能.
- 开发高效且具有成本效益的ORR催化剂对于能源应用至关重要.
研究的目的:
- 设计和描述一种新的基于碳的单立体空气阴极.
- 调查阴极设计对质量传输和活体位点分布的影响.
- 为了评估开发的正极的ORR性能和燃料电池应用.
主要方法:
- 制造不同厚度 (1.5毫米和2.4毫米) 的碳基单立体空气阴极.
- 孔隙结构,氧气运输和活性部位分布的表征.
- 在直接格式燃料电池中对ORR活动和性能进行电化学评估.
主要成果:
- 1.5毫米厚的Fe@AC-1.5阴极显示出一个分布良好的孔隙结构和改善的氧气传输.
- 在Fe@AC-1.5阴极中观察到最佳孔隙分布和众多活性位点.
- 在直接格式燃料电池中,Fe@AC-1.5阴极实现了22.63 mW cm-2的最大功率密度.
结论:
- 易于制备的碳基单立体空气阴极表现出了显著的ORR特性.
- 单体,无粘合剂的设计增强了质量转移和活跃站点的可用性.
- 对活跃站点分布的洞察力可以指导ORR催化剂设计的未来改进.
