关于燃料电池离子体汉森溶性参数计算方法的研究
Chao Meng1,2,3, Shang Li1,2,3, Qianyun Wu1,3
1State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Luoshi Road 122#, Wuhan 430070, China.
准确的汉森溶解度参数 (HSP) 对于Nafion等燃料电池离子体是催化剂油墨配方的关键. HSPiP软件方法为复杂的离子体提供可靠的HSP,有助于燃料电池催化剂层设计.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 优化燃料电池催化剂油墨需要精确了解离子体的行为.
- 催化剂油墨中的离子体分散显著影响质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的性能.
- 精确的汉森溶解度参数 (HSP) 对于控制离子体分散和催化剂层制造至关重要.
研究的目的:
- 通过使用多种计算方法来确定Nafion离子体的汉森溶解度参数 (HSPs).
- 评估汉森可溶性参数软件 (HSPiP),逆气色谱 (IGC) 和离子体HSP确定组贡献方法的适用性和准确性.
- 在燃料电池催化剂层制造中为溶剂选择提供热力学基础.
主要方法:
- 使用汉森溶解度参数软件 (HSPiP) 计算Nafion HSP.
- 通过逆气色谱 (IGC) 确定Nafion HSPs.
- 使用集团贡献方法估计Nafion HSP.
主要成果:
- 与IGC和组贡献方法相比,HSPiP方法产生了更高的溶解度参数 (SP).
- 确定HSPiP方法是确定具有疏水性和疏水性成分的离子体的HSP的更合适方法.
- 使用HSPiP确定了Nafion的双HSP:疏水性脊柱 (δd=16.4, δp=10.5, δh=8.9 MPa1/2) 和疏水性侧链 (δd=15.2, δp=11.7, δh=15.9 MPa1/2).
结论:
- 在HSPiP方法提供了一个更合理的确定HSP复杂的离子体,如Nafion.
- 计算的双HSP为在燃料电池催化剂油墨配方中选择合适的溶剂提供了热力学基础.
- 这项研究促进了改进的溶剂设计,以提高燃料电池催化剂层的制造和性能.
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