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质子交换膜燃料电池Pt/C阴极氧还原动力学模拟
  • ISSN号:1006-3471
  • 期刊名称:《电化学》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学] TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,燃料电池湖北省重点实验室,湖北武汉430070
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.21476178)和博士点基金优先发展领域项目(No.20130143130001)资助
中文摘要:

质子交换膜燃料电池的商业化应用迫切要求降低其Pt载量.本文通过Pt/C氧还原电极的动力学模型计算,研究了Pt/C电极中的氧分布、生成电流以及满足实际应用的最小Pt载量.结果表明,燃料电池Pt/C电极,阴极产生严重浓差极化的催化层厚度为40μm;功率密度达到1.4 W·cm-2(2.1 A·cm-2@0.67 V)的电池性能需要3μm左右的Pt/C阴极催化层,阴极Pt载量为0.122 mg·cm-2,即可使膜电极的阴极铂用量低于0.087 g·k W-1.

英文摘要:

It is an urgent need to reduce the Pt loading in electrode for practical fuel cell applications worldwide. Herein, we t heoretically investigate the oxygen distribution, generated current, and minimum Pt loading of Pt/C electrode for practical applications based on kinetic model of oxygen reduction reaction. The results indicate that with increasing electrode effective thickness to40 μm, serious concentration polarization is expected for Pt/C electrode. To generate a power density of 1.4 W·cm-2(2.1 A·cm-2@0.67 V) for fuel cell, the cathode catalyst layer thickness in PEMFC should be as thin as 3 μm. The minimum Pt loading will reach0.122 mg·cm-2, which can reduce the amount of Pt to 0.087 g·k W-1 in PEMFC cathode.

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期刊信息
  • 《电化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化学会 厦门大学
  • 主编:孙世刚
  • 地址:厦门大学D信箱
  • 邮编:361005
  • 邮箱:dianhx@xmu.edu.cn
  • 电话:0592-2181469
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-3471
  • 国内统一刊号:ISSN:35-1172/O6
  • 邮发代号:34-61
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4569