Interlink among catalyst loading, transport and performance of proton exchange membrane fuel cells: a pore-scale study

质子交换膜燃料电池 过电位 催化作用 材料科学 质子输运 下降(电信) 格子Boltzmann方法 化学工程 电压降 电化学 化学物理 化学 电流(流体) 热力学 电极 物理化学 物理 工程类 电信 生物化学 计算机科学
作者
Xing Li,Yuze Hou,Cheng‐Ru Wu,Qing Du,Kui Jiao
出处
期刊:Nanoscale horizons [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:7 (3): 255-266 被引量:26
标识
DOI:10.1039/d1nh00501d
摘要

An optimum balance between performance and Pt loading is critically important for the commercialization of proton exchange membrane (PEM) fuel cells. This research aims to investigate the interlink among Pt loading, reactive transport, and performance. An advanced pore-scale model is developed to describe the coupled reactive transport in the catalyst layer (CL) with the reactant gas, protons, and electrons all considered. The CL microstructure is stochastically reconstructed as a computational domain, and the physicochemical phenomena inside CLs are resolved by a multi-component lattice Boltzmann (LB) model. The results show that the electronic potential drop is not sensitive to Pt loading, while the ionic potential drop is much higher. The distributions of local overpotential and the reaction rate are similar with peak values near the membrane, indicating the importance of proton conduction. A high Pt loading could decrease the local transport loss for a shorter path to catalyst sites, but increases the overall transport resistance for a thicker structure. Although a larger electrochemical surface area (ECSA) is provided under a high Pt loading, a low Pt loading (0.1 mg cm-2) is suggested for high current conditions (2 A cm-2) where the transport loss is the main factor restricting the performance.
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
1秒前
123456qqqq完成签到,获得积分10
1秒前
南极的企鹅365完成签到 ,获得积分10
2秒前
xinxinfenghuo完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
浮浮沉沉发布了新的文献求助20
2秒前
何江海完成签到 ,获得积分10
4秒前
iNk应助wh采纳,获得20
4秒前
烟花应助加减乘除采纳,获得10
4秒前
火蓝完成签到,获得积分10
5秒前
xuebinxu完成签到 ,获得积分10
5秒前
宗剑完成签到,获得积分10
6秒前
adagio完成签到,获得积分10
6秒前
Star完成签到,获得积分10
6秒前
Nancy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
584178682完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Rong完成签到,获得积分10
8秒前
傲娇中蓝完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
程程完成签到,获得积分10
9秒前
斯文败类应助六六采纳,获得10
10秒前
云深不知处完成签到,获得积分10
10秒前
Felix0917完成签到,获得积分10
10秒前
欣喜的香彤完成签到,获得积分10
11秒前
caopeili完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
怡然猎豹完成签到,获得积分0
13秒前
贪玩小蘑菇完成签到 ,获得积分10
13秒前
ZeSheng完成签到,获得积分10
13秒前
万物生完成签到,获得积分10
13秒前
仙林AK47完成签到,获得积分10
13秒前
Ashore完成签到,获得积分10
14秒前
汐风发布了新的文献求助10
14秒前
千空完成签到 ,获得积分10
14秒前
晚来客应助uncle采纳,获得10
15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
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6051527
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7861685
关于积分的说明 16268626
捐赠科研通 5196571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2780728
邀请新用户注册赠送积分活动 1763631
关于科研通互助平台的介绍 1645697