Balancing proton and mass transfers in cathode catalyst layer of high-temperature proton exchange membrane fuel cell via gradient porous structure design

质子交换膜燃料电池 阴极 传质 多孔性 化学工程 化学 磷酸 膜电极组件 扩散 质子输运 催化作用 材料科学 电极 分析化学(期刊) 电解质 色谱法 热力学 物理化学 有机化学 生物化学 物理 工程类
作者
G Li,Chengwei Deng,Feng Ji,Bowen Zheng,Xingjian Wang,Tao Wang
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:593: 233807-233807 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2023.233807
摘要

The porous structure within the cathode catalyst layers (CLs) plays a crucial role in facilitating phosphoric acid (PA) invasion and oxygen diffusion, which was essential for establishing the triple-phase boundaries (TPBs) in high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs). In this work, a gradient porous structure is deliberately constructed within the cathode CL by carefully controlling the microstructures of the double CLs. The effects of pore diameter distribution in the cathode CL and PA content in the membrane electrode assembly (MEA) on the single cell performance of HT-PEMFC are systematically investigated. By incorporating an appropriate amount of PA in the MEA, along with the optimized gradient porous structure, the inner pores effectively stored acid and prevented its outward diffusion. Simultaneously, the pores in the outer CL provided additional pathways for oxygen transfer. Consequently, the optimized gradient porous structure enhanced the peak power density of H2/Air fuel cells to 0.510 W cm−2 at a Pt loading of 0.5 mgPt cm−2, a notable improvement compared to 0.396 W cm−2 of the traditional single CL. The mechanism analysis further reveals that the cathode CL with gradient porous structure can successfully balance proton transfer and mass transfer, hence reducing the polarizations in fuel cell.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
行云完成签到,获得积分10
刚刚
黑色幽默完成签到 ,获得积分10
1秒前
bkagyin应助hhh采纳,获得10
2秒前
strong.quite完成签到,获得积分10
2秒前
Tyranny发布了新的文献求助10
3秒前
鲨鱼宝子发布了新的文献求助200
3秒前
ljt1998完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
悠悠小土豆完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助程南采纳,获得10
6秒前
小蘑菇应助潘磊采纳,获得10
7秒前
英姑应助caimiemie采纳,获得10
7秒前
13秒前
chenjun7080完成签到,获得积分10
13秒前
潘磊发布了新的文献求助10
18秒前
悠悠完成签到,获得积分10
18秒前
虚心的代男完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
小白发布了新的文献求助10
22秒前
Zz完成签到 ,获得积分10
22秒前
李健应助羊羊采纳,获得30
23秒前
龙川完成签到,获得积分10
25秒前
沉默凌寒完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
orixero应助松谦采纳,获得10
29秒前
大个应助明亮依琴采纳,获得10
29秒前
认真的裙子完成签到,获得积分10
31秒前
菜菜完成签到 ,获得积分10
31秒前
allrubbish发布了新的文献求助10
31秒前
生动朝雪发布了新的文献求助10
33秒前
研友_VZG7GZ应助感性的又槐采纳,获得10
35秒前
35秒前
37秒前
seal完成签到 ,获得积分10
38秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
斯文败类应助郝宝真采纳,获得10
39秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
oceanao应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
39秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
高分求助中
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 400
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3165402
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2816499
关于积分的说明 7912856
捐赠科研通 2476071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1318651
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 632179
版权声明 602388