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高温PEMFC的性能衰减研究与一维数值模拟 被引量：3
1
作者 胡经纬 张华民 +2 位作者 翟云峰 刘刚 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期977-981,共5页
以PBI/H3PO4体系高温质子交换膜燃料电池为研究对象,进行了500h恒负载条件下的连续寿命实验,运用电化学电位扫描技术和交流阻抗技术测试了电池在连续运行过程中的电化学活性面积(AEC)和电池内阻的变化,实验结果表明在500h的连续寿命实验... 以PBI/H3PO4体系高温质子交换膜燃料电池为研究对象,进行了500h恒负载条件下的连续寿命实验,运用电化学电位扫描技术和交流阻抗技术测试了电池在连续运行过程中的电化学活性面积(AEC)和电池内阻的变化,实验结果表明在500h的连续寿命实验中,电池性能衰减的主要原因是高温操作条件下由于催化剂的烧结造成的电化学活性面积的损失。同时,建立了基于高温体系的一维数学模型,利用电化学方法测试得到的两个重要参数——体交换电流密度和电池内阻作为模型输入参数,计算了电极扩散层的反应气体浓度分布,运用模型模拟了电池在连续寿命实验中不同时间的稳态极化曲线,模拟结果和实验结果基本一致。 展开更多
关键词 PBI/H3PO4体系 高温PEMFC 性能衰减 一维模型 电化学活性面积
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金属离子对质子交换膜燃料电池性能的影响 被引量：5
2
作者 王磊磊 贺高红 +3 位作者 揭晓 刘波 邵志刚 张华民 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期205-208,共4页
研究了金属离子对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。通过将质子交换膜、电极催化层、扩散层(GDL)在模拟电池生成水的离子溶液(Ca2+、Mg2+、Na+)中浸泡不同的时间,考察了NafionNRE-212膜和催化层中氢离子含量、扩散层的接触角,并通... 研究了金属离子对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。通过将质子交换膜、电极催化层、扩散层(GDL)在模拟电池生成水的离子溶液(Ca2+、Mg2+、Na+)中浸泡不同的时间,考察了NafionNRE-212膜和催化层中氢离子含量、扩散层的接触角,并通过组装电池比较了处理不同时间的膜、催化层压制成电极后的膜电极性能。结合循环伏安技术分析了金属离子对电极催化层的影响。实验结果表明随着浸泡时间的增加,膜中和催化层中氢离子的浓度都逐渐下降,当膜中H+浓度降为原来的20%以下时,电池几乎不能放电;而催化层中下降为原来的27%时,电极性能却下降不大。说明在相同浓度的金属离子溶液中,催化层中氢离子受金属离子污染程度比膜受污染程度小。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 金属离子污染 膜电极 性能衰减
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PEMFC电极中表面扩散现象的初步研究
3
作者 罗江水 陈剑 +2 位作者 衣宝廉 查全性 张华民 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期369-372,共4页
制作双催化层结构的PEMFC电极.该双催化层由含有Nafion的内催化层、无Nafion的外催化层组成.循环伏安测试表明,未与Nafion直接接触的外催化层Pt/C催化剂也参与发生在"Pt/Nafion"界面氢原子的吸脱附反应和Pt表面含氧粒子的电... 制作双催化层结构的PEMFC电极.该双催化层由含有Nafion的内催化层、无Nafion的外催化层组成.循环伏安测试表明,未与Nafion直接接触的外催化层Pt/C催化剂也参与发生在"Pt/Nafion"界面氢原子的吸脱附反应和Pt表面含氧粒子的电化学氧化还原.当电势扫描速率较低时,未与Nafion直接接触的外层Pt/C催化剂,其对氢脱附电流的贡献和直接与Nafion接触的内催化层的Pt/C催化剂大致相当.以双催化层电极作PEMFC阴极,单电池(PEMFC)极化曲线测试表明,其阴极外催化层能明显地提高该单电池在活化极化区的输出性能.进一步证明了PEMFC阴极外催化层不与Nafion直接接触的Pt/C催化剂可通过其表面吸附含氧粒子的表面扩散参与发生在"Pt/Nafion"界面氧的电化学还原反应.上述实验为设计PEMFC电极提供了一定的新思路. 展开更多
关键词 PEMFC 表面扩散 成流机理 氧还原反应 阴极催化层
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操作条件对PBI/H_3PO_4体系高温PEMFC的性能影响 被引量：2
4
作者 胡经纬 张华民 +2 位作者 翟云峰 刘刚 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期883-886,共4页
全面研究了PBI/H3PO4体系高温质子交换膜燃料电池(PEMFC)的操作性能,研究了温度、压力、阴极气体成分(空气/氧气)对电池稳态操作性能的影响,同时,测试了电池的变压变温和变负载操作曲线,并且运用电化学交流阻抗谱的方法解释了操作条件... 全面研究了PBI/H3PO4体系高温质子交换膜燃料电池(PEMFC)的操作性能,研究了温度、压力、阴极气体成分(空气/氧气)对电池稳态操作性能的影响,同时,测试了电池的变压变温和变负载操作曲线,并且运用电化学交流阻抗谱的方法解释了操作条件对电池性能影响的原因,同时应用薄膜旋转圆盘电极技术初步研究了氧还原反应在两种不同的反应界面(Pt/C-PBI/H3PO4和Pt/C-Nafion/H2SO4)的差别。 展开更多
关键词 PBI/H3PO4体系 高温PEMFC 电化学交流阻抗谱 薄膜电极
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