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题名质子交换膜燃料电池膜电极的结构优化
被引量：13
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作者
王倩倩
郑俊生
裴冯来
戴宁宁
郑剑平
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机构
同济大学汽车学院新能源汽车工程中心
上海机车检测认证技术研究中心有限公司
佛罗里达州立大学电气与计算机工程系
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出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1-14,共14页
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基金
中国石油科技创新基金项目(2016D-5007-0501)
上海市科学技术委员会科研计划项目(16DZ2290300
17DZ1200403)
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文摘
膜电极(membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的核心部件,为PEMFC提供了多相物质传递的微通道和电化学反应场所。为了实现燃料电池商业化目标,需要制备高功率密度、低Pt载量、耐久性好的MEA。在MEA中除了催化剂以外,各功能层结构、层与层之间的界面都对MEA的性能具有重要影响。传统方法(CCS法和CCM法)制备的MEA在结构上有很多缺陷,明显制约了Pt的利用率和系统传质能力。通过优化各功能层结构消除缺陷,将有利于进一步提升PEMFC综合性能。本文从传统MEA结构存在的问题出发,梳理了近年来关于催化层、质子交换膜和气体扩散层结构优化方面的文献,归纳总结了各先进结构的制备方法、构效关系以及优缺点,对未来高性能、低成本和长寿命的MEA的开发具有指导意义。
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关键词
质子交换膜燃料电池
膜电极制备
结构优化
膜电极性能
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Keywords
proton exchange membrane fuel cell
MEA fabrication
structure optimization
MEA prop-erty
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分类号
O646.54
[理学—物理化学]
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题名气体扩散层压缩对膜电极性能的影响探究
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作者
孔禹
王晨松
刘鹏
李婷
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机构
东方电气(成都)氢能科技有限公司
四川省长寿命燃料电池重点实验室
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出处
《东方电气评论》
2024年第5期13-18,共6页
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文摘
质子交换膜燃料电池膜电极中,气体扩散层压缩率同时影响着电荷传导和水、气传输,进而对膜电极性能产生重要影响。本文通过对不同气体扩散层压缩率(17.5%~35.5%)下膜电极欧姆电阻、质子电阻及氧传输阻抗等电化学特性和极化性能的研究,同时基于弛豫时间分布法对不同压缩率下电化学阻抗数据进行拆解分析。结果表明气体扩散层压缩对膜电极性能的影响主要集中在接触电阻和氧扩散阻力两方面。GDL的压缩,使其内部结构趋于致密,孔隙率和孔道尺寸减小,并增强了与催化层的接触,进而使接触电阻减小而氧扩散阻力增大。GDL压缩率设计应兼顾界面接触电阻与气体扩散阻力。
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关键词
气体扩散层
压缩
膜电极性能
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Keywords
gas diffusion layer
compression
membrane electrode assembly performance
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分类号
TM911.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名氢燃料电池用催化剂的制备和性能研究
- 3
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作者
颜攀敦
邱晨曦
陈丹
张洁兰
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机构
西安凯立新材料股份有限公司
新型贵金属催化剂研发技术国家地方联合工程研究中心
陕西省催化材料与技术重点实验室
西安市催化材料与技术重点实验室
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出处
《工业催化》
CAS
2024年第4期50-55,共6页
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基金
2021年陕西省重点产业创新链项目(2021ZDLGY13-04)
2022年西安市重大技术攻关集群项目(21ZDJSGG-QCY2-0005)
2023年陕西省重点研发计划——“两链”融合项目(2023-LL-QY-36)。
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文摘
氢燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的能量转化装置,具有转化效率高、清洁环保等优点,被认为是21世纪最有前途的新能源技术。催化剂作为氢燃料电池的关键材料,直接影响电池的使用寿命。通过以炭黑为基体、血晶素为前驱体,通过自组装热解两步法制备复合载体,并负载铂制备Pt/Fe-N-C/EC复合催化剂。考察催化剂的电化学性能,并将其制备成膜电极组装单电池测试电池性能。结果表明,制备的铂炭催化剂具有良好的电化学性能,质量比活性可达183.26 mA·mg^(-1),电化学活性面积可达92.79 m^(2)·g^(-1),膜电极组装的单池在DOE加速耐久30000圈实验后,其在0.8 A·cm^(-2)处电压值衰减18 mV,电化学活性面积衰减37.64%,符合DOE标准。
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关键词
能源化学
氢燃料电池
铂炭催化剂
Fe-N-C
膜电极性能
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Keywords
energy chemistry
hydrogen fuel cells
Pt/C catalyst
Fe-N-C
membrance electrode performance
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分类号
TQ426.99
[化学工程]
TM911.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名质子交换膜燃料电池膜电极制备方法及部分改进策略
被引量：2
- 4
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作者
田甜
郑俊生
马建新
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机构
华东理工大学资源与环境工程学院
同济大学(嘉定校区)新能源汽车工程中心
同济大学(嘉定校区)汽车学院
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出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第9期2077-2084,共8页
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基金
国家自然科学基金(21006073)
上海青年科技启明星计划(11QA1407200)
中央高校基本科研业务费专项资金(1700219105)项目
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文摘
燃料电池被认为是21世纪最具有发展前景的能量转换装置,可应用于汽车、电站及家庭用电等领域。膜电极(membrane electrode assembly,MEA)是燃料电池电化学反应发生的主要场所,它的材料、结构、组成和制备方法等因素对燃料电池的性能有着直接的影响。膜电极制备方法可以分为催化剂制备到基体上(catalyst-coated substrate,CCS)和催化剂制备到膜上(catalyst-coated membrane,CCM)法两类。本文首先简单地介绍了CCS和CCM法中都用到的溅射法、喷涂法和转印法,再从膜电极制备方法中存在的问题出发,总结了部分有关改善MEA性能的策略,包括Nafion含量的优化、质子交换膜的改进、热压条件的优化和催化剂层的改进。在催化剂层的改进部分,分别从梯度结构、纳米结构薄膜(nano-structured thin film,NSTF)催化剂、碳纸上原位生长碳纳米管、碳纳米管/碳纳米纤维复合网状物和活性金属沉积方法这几个方面来进行阐述。
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关键词
膜电极组件
巴克纸
催化剂
膜电极性能
Pt利用率
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Keywords
membrane electrode assembly
buckypaper
catalyst
MEA performance
Pt utilization
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分类号
O646.54
[理学—物理化学]
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