纳米结构的自我加湿膜电极组件:在空气冷却的质子交换膜燃料电池中实现高效的水管理
Junna Yang1, Kunye Zhang1, Zhi Yin2
1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, College of Chemistry and Chemical Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao, 266580, China. minwang@upc.edu.cn.
Nanoscale
|December 5, 2025
概括
本综述探讨了空气冷却质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的自我加湿膜电极组件 (MEA). 工程内在的MEA属性为有效的水资源管理提供了复杂的外部系统的更简单的替代方案.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 有效的水资源管理对于空气冷却的质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 来说至关重要.
- 目前的策略,如先进的流场和外部加湿,增加了系统的复杂性.
- 通过固有的材料特性进行自我加湿是一个有希望的替代方案.
研究的目的:
- 在PEMFC中审查基本的水运输机制.
- 评估脱水对燃料电池性能的影响.
- 突出开发自我加湿膜电极组件 (MEAs) 的战略.
主要方法:
- 在MEA内阐明水运输机制.
- 评估不充分的水管理对水的有害影响.
- 对水资源管理 (物理化学和电化学) 的诊断技术的概述.
主要成果:
- 确定了减轻MEA脱水的创新策略.
- 讨论了多个组件的协同修改,以提高性能.
- 分析了战略对MEA稳定性的影响.
结论:
- 自动加湿的MEA为PEMFCs的水资源管理提供了一种简化方法.
- 需要对协同修饰和稳定性的进一步研究.
- 未来的研究方向侧重于开发先进的自我加湿MEAs.


