【2017年整理】燃料电池质子交换膜燃料电池.ppt

Catalyst layer Commercial MEA, 0.4 mg Pt/cm2 15 nm thin-film Pt, 0.04 mg Pt/cm2 Power density at 0.6V (mW/cm2) 34 17 Max power density (mW/cm2) 50 33 真空溅射电极与普通电极性能比较 干燥氢、氧(0.1MPa);膜、Nafion 115；电池温度室温 最大功率密度 5 ：3 Pt担量 10 ：1 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 真空溅射电极特点 极大减薄催化层厚度，Pt 担量显著降低 改善MEA内部电接触 在大电流密度放电时，减小了传质阻力 制备工艺复杂，制造成本较高，不适用于大批量生产 表面溅射的Pt层，增加了气体向催化层传递及排水阻力 寿命与稳定性较差 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 不同催化层电极性能比较 E1:厚层憎水电极，厚40μm，0.3mgPt/cm2 E3:薄层亲水电极，厚＜5μm，0.02mgPt/cm2 厚层憎水与薄层亲水电极 以纯氢及53ppm CO/H2时的电池性能 厚层 厚层 薄层 薄层 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1.气体扩散层 2.外层催化层：Pt－Ru/C 厚层憎水 氧化 CO/H2 3.内层催化层：Pt/C 亲水薄层 氧化纯H2 4.Nafion膜 阳极复合催化层结构 多孔介质中的传质速度：H2 ＞ CO， Pt-Ru/C电催化剂上的吸附：CO ＞ H2 2.4 双层催化层电极设计 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 单催化层E2和双催化层E5电极性能比较（纯氢燃料） E5：外层催化层：Pt－Ru/C Pt 20％，Ru 10％ 厚层憎水 （40μm） 内层催化层：Pt/C Pt 0.02 mg/cm2 亲水薄层（＜5μm） E2：Pt－Ru/C单层憎水催化层电极 H2/H2+CO：双层电极性能优于传统厚层憎水电极 双层 单层 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 单催化层E2和双催化层E5电极性能比较（H2+50ppmCO） 双层 单层 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 展望 目前提出了多种电极制备方法，通过优化结构进一步提高了的PEMFC性能； Pt担量降低。目前商用MEA Pt担量为0.4mg/cm2左右，实验室制备MEA Pt担量已经降低到0.1mg/cm2以下; 厚度减薄，实验室制备＜1μm。 传统厚层憎水电极比较厚、Nafion与Pt 颗粒的 接触不充分以及CL与PEM之间的界面结合稳定性差； 薄层亲水电极气体传递较差； 真空溅射工艺复杂，成本高，不易大批量生产。 提高催化剂活性，降低催化剂担量； 提高薄层电极寿命与稳定性； 根据不同电极特点，复合制备工艺。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 非氟聚合物质子交换膜的研究 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile