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催化剂Pt作用下氧气和质子还原反应分析
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:2015.12.5
  • 页码:1-6
  • 分类:U469.7[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]沈阳建筑大学交通与机械工程学院,沈阳110168, [2]沈阳建筑大学理学院,沈阳110168
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51176131,No.51476107)
  • 相关项目:高温质子交换膜燃料电池性能衰减机理研究
中文摘要:

氧气在质子交换膜(PEM)燃料电池阴极的还原反应特性对电池性能有重要影响。本文通过建立电催化剂Pt表面的氧吸附模型,及氢与氧在Pt表面进行的氧化还原反应模型,运用分子动力学方法模拟研究了氢原子与氧在Pt表面的反应机理,分析了温度对氧气还原反应特性的影响。研究发现,氢原子和氧原子在Pt表面初次吸附是整个氧气还原反应的控制步骤;随着温度升高,氧气还原反应的速度加快,但温度不影响氧气还原反应各个步骤中的产物结构。研究结果对加强理解PEM燃料电池反应机理,推动燃料电池的应用具有重要意义。

英文摘要:

Oxygen plays an important role on Proton Exchange Membrane(PEM) fuel cell cathode reduction reaction.In this paper,oxygen adsorption model on catalyst Pt and the redox reaction model of hydrogen and oxygen on the surface of Pt are developed to study the reaction mechanism of hydrogen and oxygen in the Pt surface based on molecular dynamics simulation method.Analysis of the effect of temperature on the characteristics of oxygen reduction reaction is performed.The research results show that the first adsorption on the Pt surface for the hydrogen and oxygen atoms is the control step of the oxygen reduction reaction;with the increase of temperature,the oxygen reduction reaction becomes faster,but the temperature does not affect the structure of the reduction product in each step.These results are very helpful in the understanding of PEM fuel cell reaction mechanism and promote the application of PEM fuel cell.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026