在聚合物电解质燃料电池中增强水管理的气体扩散层的拼图灵感模式
Enes Muhammet Can1,2,3, Masamichi Nishihara3,4, Kazunari Sasaki3,4,5
1Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Bursa Technical University, Bursa, 16310, Türkiye.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 3, 2025
概括
一种新的拼图启发模式 (JPIP) 技术为聚合物电解质燃料电池 (PEFC) 创建了专门的气体扩散层 (GDL). 这有助于改善水资源管理,提高高电流密度的性能,促进经济.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 化学工程
背景情况:
- 在高电流密度下,聚合物电解质燃料电池 (PEFC) 阴极的水泛滥会导致质量传输限制和电压下降.
- 有效的水资源管理对于提高PEFC系统的性能至关重要.
- 气体扩散层 (GDL) 与气体和液体的分离运输通道是一个有前途的解决方案.
研究的目的:
- 开发一种新的,可扩展的方法来创建有模式的疏水/亲水GDL.
- 改善PEFC中的水资源管理.
- 在高电流密度下提高燃料电池性能.
主要方法:
- 开发了一个拼图灵感模式 (JPIP) 技术.
- 用过氧化处理商用疏水性GDL以产生疏水性域.
- 使用摩擦锁定机制将水友性盘集成到疏水性GDL中,创建不同的水通道和气体通道.
主要成果:
- 通过JPIP技术成功地创建了具有精确图案的水友和疏水域的GDL.
- 在高电流密度条件下,JPIP GDL显著提高了PEFC性能.
- 观察到水上运输的增强和大规模运输的减少.
结论:
- 该技术为高级GDL制造提供了简单且可扩展的方法.
- 有模式的GDL在水资源管理和提高PEFC性能方面是有效的.
- 这一进步对经济中的脱碳努力有重大影响.
