Ionomer distribution control in porous carbon-supported catalyst layers for high-power and low Pt-loaded proton exchange membrane fuel cells

离聚物 材料科学 质子交换膜燃料电池 化学工程 碳纤维 阴极 催化作用 催化剂载体 法拉第效率 复合材料 电极 电解质 化学 有机化学 冶金 聚合物 复合数 工程类 共聚物 金属 物理化学
作者
Sebastian Ott,Alin Orfanidi,Henrike Schmies,Björn Anke,Hong Nhan Nong,Jessica Hübner,Ulrich Gernert,Manuel Gliech,Martin Lerch,Peter Strasser
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:19 (1): 77-85 被引量:688
标识
DOI:10.1038/s41563-019-0487-0
摘要

The reduction of Pt content in the cathode for proton exchange membrane fuel cells is highly desirable to lower their costs. However, lowering the Pt loading of the cathodic electrode leads to high voltage losses. These voltage losses are known to originate from the mass transport resistance of O2 through the platinum–ionomer interface, the location of the Pt particle with respect to the carbon support and the supports’ structures. In this study, we present a new Pt catalyst/support design that substantially reduces local oxygen-related mass transport resistance. The use of chemically modified carbon supports with tailored porosity enabled controlled deposition of Pt nanoparticles on the outer and inner surface of the support particles. This resulted in an unprecedented uniform coverage of the ionomer over the high surface-area carbon supports, especially under dry operating conditions. Consequently, the present catalyst design exhibits previously unachieved fuel cell power densities in addition to high stability under voltage cycling. Thanks to the Coulombic interaction between the ionomer and N groups on the carbon support, homogeneous ionomer distribution and reproducibility during ink manufacturing process is ensured. Reducing Pt content in cathodes for proton exchange membrane fuel cells is crucial to lower costs but results in high voltage losses. A Pt catalyst/support design that substantially reduces local oxygen-related mass transport resistance is reported.
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
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
DrN完成签到,获得积分10
刚刚
NEXUS1604完成签到,获得积分0
刚刚
赫三问发布了新的文献求助10
刚刚
Aalzt1完成签到 ,获得积分10
刚刚
LingC完成签到,获得积分10
刚刚
nightmare完成签到,获得积分10
1秒前
耶耶完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
南宫书瑶完成签到,获得积分10
1秒前
现代的擎苍完成签到,获得积分10
1秒前
1628完成签到,获得积分10
1秒前
31483完成签到,获得积分10
2秒前
Billboard2023完成签到,获得积分10
2秒前
微笑爆米花应助Dr.L采纳,获得10
2秒前
2秒前
Hot完成签到,获得积分10
2秒前
biubiubiu完成签到,获得积分10
3秒前
猩猩发布了新的文献求助50
3秒前
缥缈幻翠完成签到,获得积分10
3秒前
23202完成签到,获得积分10
3秒前
领导范儿应助iron采纳,获得10
3秒前
苏杠杠发布了新的文献求助10
3秒前
嗯哼发布了新的文献求助10
3秒前
pp发布了新的文献求助10
4秒前
痴痴的噜完成签到,获得积分10
4秒前
24307完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
只想躺着完成签到,获得积分10
4秒前
limz完成签到,获得积分10
5秒前
15919229415发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
李健应助浮一大白采纳,获得10
5秒前
34299完成签到,获得积分10
5秒前
江峰完成签到,获得积分10
6秒前
yuyan完成签到,获得积分10
6秒前
动听帆布鞋完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
忧伤的觅珍完成签到,获得积分10
7秒前
星辰大海应助柠檬不吃酸采纳,获得10
7秒前
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6384851
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8197872
关于积分的说明 17338053
捐赠科研通 5438363
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876069
邀请新用户注册赠送积分活动 1852633
关于科研通互助平台的介绍 1697001