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质子交换膜燃料电池膜电极组件的制备
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]同济大学新能源汽车工程中心,上海201804, [2]同济大学汽车学院,上海201804, [3]华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237
  • 相关基金:高等学校博士点学科基金(1700279016)、国家自然科学基金(20703031)、国家高技术研究发展计划(863计划,2006AA052145)和同济大学青年优秀人才培养行动计划(1700279016)资助项目.
中文摘要:

采用直接涂膜技术,利用40%的Pt/C催化剂制备质子交换膜燃料电池的核心部分膜电极组件。通过优化催化层中催化剂与Nation的最佳质量比以及扩散层的微孔层的聚四氟乙烯与碳粉的质量比以改进燃料电池的性能,并利用循环伏安、电化学阻抗谱等技术对电池的电化学性能进行了表征。研究表明催化层中催化剂与Nation的最佳质量比为3:1时,对应的电池的活性面积最大,欧姆阻抗和电荷传递阻抗最小。另外,研究还发现在恒电流条件下,当扩散层的微孔层中碳粉质量分数为2mg/cm^2,碳粉与PTFE的质量比为7:3时,放电性能最佳。

英文摘要:

Membrane electrolyte assembly (MEA) which is the key component for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is prepared with 40% Pt/C by catalyst coated membrane (CCM) technique. The main aim of this study is to optimize the performance of fuel cell through change the ratio of Pt/C catalyst to Nation for the MEA and ratio of PTFE to carbon powder for gas diffusion layer. Furthermore, cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques are used to characterize the electrochemical properties of fuel cell. It is found that the optimum ratio of 40%Pt/C to Nation is 3:1 and the corresponding active surface area of MEA is the highest and the ohmic resistance and charge resistance are the lowest compared to the one in other ratio of catalyst to Nation. The optimal loading of carbon powder is 2 mg/cm^2 and the optimal ratio of polytet rafluoroethylene (PTFE) to carbon powder in the gas diffusion layer is 3:7.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,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:58603