Nafion 浸渍的 PEMFC 氧电极性能研究 被引量：4

1

作者 司永超 韩佐青 陈延禧 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第5期204-206,共3页

研究了气体扩散层对聚合物电解质膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）膜电极性能的影响，并比较了Ｎａｆｉｏｎ浸渍和ＰＴＦＥ粘接两种电极制备工艺，分析了采用Ｎａｆｉｏｎ溶液浸渍氧电极后性能提高的原因。实验发现：气体扩散层影响膜电极性能... 研究了气体扩散层对聚合物电解质膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）膜电极性能的影响，并比较了Ｎａｆｉｏｎ浸渍和ＰＴＦＥ粘接两种电极制备工艺，分析了采用Ｎａｆｉｏｎ溶液浸渍氧电极后性能提高的原因。实验发现：气体扩散层影响膜电极性能，采用低电阻值的碳纸有利于膜电极性能的提高；采用Ｎａｆｉｏｎ溶液浸渍ＰＴＦＥ粘接的电极显著提高了电极性能，这归因于氧还原反应三维反应区的扩展。 展开更多

关键词 聚合物电解质膜 燃料电池 氧电极 nafion浸渍

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加长加宽的PEMFC电堆应力分布一致性仿真与优化 被引量：1

2

作者 张智明 黄刚强 +2 位作者 任辉 陈志浩 章桐 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期127-134,共8页

质子交换膜燃料电池可以通过扩大电堆的活性区域反应面积来获得更高的功率,但电堆反应面积扩大后,容易导致膜电极应力分布的不均匀性增加,从而引起燃料电池电化学性能的下降.为此,本研究设计了4种不同结构尺寸的燃料电池电堆,结合等效... 质子交换膜燃料电池可以通过扩大电堆的活性区域反应面积来获得更高的功率,但电堆反应面积扩大后,容易导致膜电极应力分布的不均匀性增加,从而引起燃料电池电化学性能的下降.为此,本研究设计了4种不同结构尺寸的燃料电池电堆,结合等效刚度模型法和有限元软件,分析了扩大反应面积的电堆结构对膜电极应力分布均匀性的影响,并进一步优化电堆内钢带的安装位置,以提升电堆内部接触压力分布均匀性.研究结果表明,膜电极接触压力分布的均匀性对反应区域宽度的变化较为敏感,当活性区域尺寸加宽,电堆内部活性区域的平均应力标准差增加了23.2%.而当活性区域加长,或同时加长和加宽时,相应增加一根捆扎钢带使电堆内部活性区域的平均应力标准差分别减小了8.6%和8.7%,表明适当增加捆扎钢带的数量可以提高电堆内部接触压力分布的均匀性.此外,钢带位置优化结果显示,电堆外侧钢带越靠近端板侧面时,电堆内部活性区域的应力分布越均匀. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 钢带捆扎 电堆放大 膜电极 压力分布一致性

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PEMFC膜电极材料退化的研究进展 被引量：6

3

作者 王芳 唐浩林 +1 位作者 潘牧 袁润章 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期64-66,共3页

对质子交换膜燃料电池膜电极材料的退化行为、降解机理和影响因素进行了综述,认为膜的退化主要原因是:高分子的分解导致膜的电导率下降和膜出现小孔对反应原料渗透。催化层的退化,是由C载体的腐蚀和Pt的电迁移所致。

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极(MEA) 退化

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造孔剂对PEMFC膜电极性能的影响 被引量：4

4

作者 田建华 刘邦卫 +2 位作者 刘翔 朱科 陈延禧 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期154-156,共3页

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的催化层中加入造孔剂以减小气体反应物的扩散传质阻力。提出了两种新型造孔剂,分别为低分解温度的NH_4HCO_3和高溶解度的(NH_4)_2SO_4。实验结果表明,加入适量的造孔剂NH_4HCO_3,可使膜电极在H2-空... 在质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的催化层中加入造孔剂以减小气体反应物的扩散传质阻力。提出了两种新型造孔剂,分别为低分解温度的NH_4HCO_3和高溶解度的(NH_4)_2SO_4。实验结果表明,加入适量的造孔剂NH_4HCO_3,可使膜电极在H2-空气条件下的输出功率获得显著提高;加入适量的造孔剂(NH_4)_2SO_4,可使膜电极大电流工作时的性能得到明显改善。环境扫描电镜(ESEM)的测试结果表明,造孔剂的加入使膜电极催化层的孔结构得到优化,更有利于传质过程的顺利进行和提高催化剂Pt的利用率。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极 造孔剂 NH4CO3 (NH4)2SO4

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PEMFC膜电极组件关键材料的回收

5

作者 徐峰 木士春 潘牧 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期329-331,共3页

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极组件(MEA)的结构及关键材料做了介绍,综述了MEA关键材料的回收方法。认为超临界流体法较好;醇分离法和浸渍分离法如能作进一步改进,也值得考虑。

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极组件(MEA) 回收 PT

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PEMFC的自增湿膜电极结构和性能研究 被引量：2

6

作者 石肇元 田建华 +1 位作者 石劲松 单忠强 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期450-453,共4页

设计并制作了一种新结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)自增湿膜电极。其特点是在催化层和扩散层之间建立水管理层(WML),WML由不同质量比的炭黑和聚四氟乙烯(PTFE)组成双层结构。为了减小气体反应物的扩散传质阻力,在WML的制作过程中加入... 设计并制作了一种新结构的质子交换膜燃料电池(PEMFC)自增湿膜电极。其特点是在催化层和扩散层之间建立水管理层(WML),WML由不同质量比的炭黑和聚四氟乙烯(PTFE)组成双层结构。为了减小气体反应物的扩散传质阻力,在WML的制作过程中加入了具有高分解温度和高溶解度的(NH4)2SO4造孔剂。用单体PEMFC的电流密度-电压曲线评价了膜电极在外增湿和自增湿方式下的极化特性;用环境扫描电子显微镜(ESEM)表征了膜电极的表面形貌和孔结构。实验结果表明,所制备的膜电极具有良好的水管理能力,在较宽的电流区域内具有良好的电化学性能。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极 水管理层 自增湿

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直接乙醇燃料电池初探 被引量：20

7

作者 宋树芹 陈利康 +2 位作者 刘建国 魏昭彬 辛勤 《电化学》 CAS CSCD 2002年第1期105-110,共6页

采用商品化的PtRu/C和Pt/C分别作乙醇阳电极和氧气阴电极的催化剂 ,Nafion 115膜作固体电解质 ,组装成面积为 9cm2 的单池 .考察了电池温度、氧气压力、乙醇浓度及流量等对电池性能的影响 .实验结果表明在电池温度为 85℃ ,乙醇浓度为 1... 采用商品化的PtRu/C和Pt/C分别作乙醇阳电极和氧气阴电极的催化剂 ,Nafion 115膜作固体电解质 ,组装成面积为 9cm2 的单池 .考察了电池温度、氧气压力、乙醇浓度及流量等对电池性能的影响 .实验结果表明在电池温度为 85℃ ,乙醇浓度为 1.0mol/L ,流量为 0 .5mL/min ,氧气压力为 0 .5MPa ,流量为 6 8mL/min条件下 ,电池开路电压为 0 .6 0 8V ,电流密度 5 0mA/cm2 时的放电端电压为 0 .32 9V ,电池最大功率密度为 19.2 5mW 展开更多

关键词 直接乙醇燃料电池 膜电极 聚合物电解质 nafion膜 电池性能

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质子交换膜燃料电池膜电极铂担载量分析测定 被引量：3

8

作者 景粉宁 俞红梅 +2 位作者 侯明 明平文 衣宝廉 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期325-328,共4页

膜电极组件(Membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部分,其催化层的铂含量与电池的性能和成本密切相关。通过直接处理MEA的方法得到测试样品,然后用三种方法(石墨炉原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发... 膜电极组件(Membrane electrode assembly,MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部分,其催化层的铂含量与电池的性能和成本密切相关。通过直接处理MEA的方法得到测试样品,然后用三种方法(石墨炉原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱和极谱分析法)分别测定其铂含量。通过对比三种方法的测试结果和理论计算值,建立了一种准确、方便的膜电极处理和铂担载量测试方法来分析、评价PEMFC的关键材料——MEA。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极(MEA) 铂担载量 分析方法

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车用燃料电池电堆关键技术研究现状 被引量：9

9

作者 章俊良 程明 +5 位作者 罗夏爽 李慧媛 罗柳轩 程晓静 闫晓晖 沈水云 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-28,共28页

“双碳”政策大大推动了氢能的发展,而燃料电池作为氢能利用的最佳方式,迎来了新一轮的研究与产业热潮,尤其是商业化较为成熟的车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)引发了众多关注。膜电极(MEA)和双极板(BPP)是PEMFC电堆的两大核心部件,决定... “双碳”政策大大推动了氢能的发展,而燃料电池作为氢能利用的最佳方式,迎来了新一轮的研究与产业热潮,尤其是商业化较为成熟的车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)引发了众多关注。膜电极(MEA)和双极板(BPP)是PEMFC电堆的两大核心部件,决定了电堆的性能和成本。水热管理和低温启动技术对于电堆性能的实现和实际应用的推广也起到了至关重要的作用。本文全面深入地阐述了车用PEMFC膜电极、双极板、水热管理、低温启动等技术对电堆性能、寿命和成本的影响规律,进一步指出各项技术的发展趋势。除此之外,车用燃料电池的商业化应用短期将围绕公共交通以及重型商用车等大型车辆开展,而乘用车对电堆的功率密度和成本提出了更高的要求。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极(MEA) 双极板(BPP) 水热管理 低温启动技术 电堆性能 电堆成本 功率密度

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开路电压工况下燃料电池膜电极耐久性研究 被引量：5

10

作者 黄豪 杨座国 +4 位作者 王亚蒙 胡鸣若 倪蕾蕾 曾乐才 季文姣 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期638-643,共6页

采用开路电压(OCV)工况研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的耐久性,在OCV工况运行过程中,定期地通过极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、短路电阻测试等在线测试方法对膜电极性能进行分析。当OCV工况运行结束... 采用开路电压(OCV)工况研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)膜电极的耐久性,在OCV工况运行过程中,定期地通过极化曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、短路电阻测试等在线测试方法对膜电极性能进行分析。当OCV工况运行结束后,采用扫描电镜(SEM)、离子色谱对质子交换膜(PEM)厚度和阴、阳极废水进行分析。结果表明,在OCV工况下运行115h后,PEMFC的开路电压由1.013V下降到0.794V,最大功率密度由538.8mW/cm^2下降到196mW/cm^2;在线电化学测试结果表明,欧姆电阻先减小后增大,氢气渗透通量逐渐增大,短路电阻逐渐减小;离子色谱测试结果表明,阴极和阳极废水中都存在氟离子;SEM表征发现,PEM厚度减小;在OCV工况下,PEM发生了衰减,从而导致PEMFC开路电压下降和性能衰减。研究结果表明PEM是影响膜电极耐久性的重要因素。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极 开路电压(OCV)工况 耐久性 加速测试

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质子交换膜燃料电池膜电极组件研究进展综述 被引量：9

11

作者 鲍冰 刘锋 +5 位作者 段骁 栗云彦 唐玲 崔浩 陈家林 黄龙 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期73-82,共10页

燃料电池具有能量密度高、利用率高和清洁安静等优点,质子交换膜燃料电池因能够在近常温条件下工作而备受关注,其中膜电极是燃料电池的核心部件。综述了质子交换膜燃料电池膜电极组件的研究进展,从质子交换膜、催化层和气体扩散层3方面... 燃料电池具有能量密度高、利用率高和清洁安静等优点,质子交换膜燃料电池因能够在近常温条件下工作而备受关注,其中膜电极是燃料电池的核心部件。综述了质子交换膜燃料电池膜电极组件的研究进展,从质子交换膜、催化层和气体扩散层3方面阐述各部件在膜电极中的作用,及其对膜电极性能的影响,并讨论通过调控膜电极中不同部件的结构提高膜电极性能的方法,提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极组件中贵金属用量。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfcs) 膜电极(MEA) 催化层(CL) 气体扩散层(GDL)

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质子交换膜燃料电池研究进展 被引量：21

12

作者 郑重德 王丰 +4 位作者 胡涛 王守绪 何为 王偕恕 王豪才 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期133-135,共3页

介绍了目前世界上主要燃料电池的特性；概述了质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）在潜艇、汽车、飞船等领域的应用前景；综述了ＰＥＭＦＣ的主要基础研究进展；提出了ＰＥＭＦＣ双网络膜电极概念，其催化层由具有高气体扩散率的薄层Ｎａ... 介绍了目前世界上主要燃料电池的特性；概述了质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）在潜艇、汽车、飞船等领域的应用前景；综述了ＰＥＭＦＣ的主要基础研究进展；提出了ＰＥＭＦＣ双网络膜电极概念，其催化层由具有高气体扩散率的薄层Ｎａｆｉｏｎ被覆Ｐｔ／Ｃ催化剂网络和具有高质子电导率的厚层Ｎａｆｉｏｎ被覆碳黑电解质网络互联套构而成。 展开更多

关键词 燃料电池 质子交换膜 电池 电极

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质子交换膜燃料电池膜电极活化工艺及机理 被引量：20

13

作者 朱科 陈延禧 +2 位作者 韩佐青 张继炎 孙燕宝 《电源技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期267-268,325,共3页

通过质子交换膜燃料电池膜电极三种活化工艺即恒流自然活化、恒流强制活化和变流强制活化的对比研究得出 :强制活化 (包括恒流强制活化和变流强制活化 )优于自然活化 ;在强制活化工艺中 ,变流强制活化优于恒流强制活化 ;而且变流强制活... 通过质子交换膜燃料电池膜电极三种活化工艺即恒流自然活化、恒流强制活化和变流强制活化的对比研究得出 :强制活化 (包括恒流强制活化和变流强制活化 )优于自然活化 ;在强制活化工艺中 ,变流强制活化优于恒流强制活化 ;而且变流强制活化所用的时间相对于恒流强制活化及恒流自然活化均大大缩短 ,是一种比较好的活化方法 ;膜电极的活化过程不仅仅是一种质子交换膜的加湿过程 ,而且是一个包括电子、质子、气体和水的传输通道的建立以及电极结构的优化的复杂过程。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极 活化工艺 变流强制活化 活化机理

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铜离子对PE MFC膜电极性能影响及恢复方法 被引量：2

14

作者 刘璿 郭航 +1 位作者 叶芳 马重芳 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1111-1115,共5页

为了研究铜离子对质子交换膜燃料电池膜电极组件性能的影响并提出相应的恢复方法,采用X射线衍射分析法检测了金属极板腐蚀后附着在膜电极表面的污染物成分,并采用稀H2SO4溶液沸腾的方法去除污染物并恢复膜电极性能.结果表明,金属极板的... 为了研究铜离子对质子交换膜燃料电池膜电极组件性能的影响并提出相应的恢复方法,采用X射线衍射分析法检测了金属极板腐蚀后附着在膜电极表面的污染物成分,并采用稀H2SO4溶液沸腾的方法去除污染物并恢复膜电极性能.结果表明,金属极板的防腐层存在缺陷时,极板在缺陷处被腐蚀,并且金属离子严重影响膜电极的性能.采用c=0.2 mol/L的稀H2SO4沸腾的方法能去除膜电极表面的金属离子并恢复其性能.对于热压三合一的膜电极组件,采用稀硫酸沸腾的方法会破坏碳纸的疏水性,不如分体式膜电极的恢复效果好. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 极板 腐蚀 膜电极 恢复

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质子交换膜燃料电池亲水电极研究 被引量：1

15

作者 刘向 郭振波 +2 位作者 张伟 王东 钱斌 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期116-119,共4页

用质量百分比为40%Pt/C+Nafion制备了亲水电极,并与Nafion112质子交换膜热压制备了质子交换膜燃料电池膜电极组件。用恒电流极化和电化学阻抗谱研究了电极组分对性能的影响,同时优化了各组分的含量。在碳纸基体和催化剂层之间引入了C/FE... 用质量百分比为40%Pt/C+Nafion制备了亲水电极,并与Nafion112质子交换膜热压制备了质子交换膜燃料电池膜电极组件。用恒电流极化和电化学阻抗谱研究了电极组分对性能的影响,同时优化了各组分的含量。在碳纸基体和催化剂层之间引入了C/FEP催化剂支撑层,支撑层碳粉的优化载量为0.8mg/cm2,FEP的优化质量百分含量为40%。电极催化剂层Pt的适宜载量为(0.40±0.05)mg/cm2,Nafion的优化质量百分含量为30%。 展开更多

关键词 亲水电极 膜电极组件 质子交换膜燃料电池

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高性能质子交换膜燃料电池膜电极研究进展及设计策略 被引量：3

16

作者 畅丽媛 王如志 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期345-354,共10页

质子交换膜燃料电池具有绿色、可持续、功率高等优点,是解决环境与能源问题的一个重要途径.膜电极是其核心部位,是反应时电子、质子、反应气体和产物水等多相物质传递及电化学反应的重要场所.设计和制备具有高活性和高耐久性的膜电极对... 质子交换膜燃料电池具有绿色、可持续、功率高等优点,是解决环境与能源问题的一个重要途径.膜电极是其核心部位,是反应时电子、质子、反应气体和产物水等多相物质传递及电化学反应的重要场所.设计和制备具有高活性和高耐久性的膜电极对提高质子交换膜燃料电池的性能、降低制造成本至关重要.因此,从催化剂本征活性提高、催化剂层结构设计和气体扩散层/催化剂层/质子交换膜界面结构设计3个方面总结了提升膜电极性能的相关方法,并对其未来的相关研究和发展做了述评及展望. 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极 耐久性 催化活性 有序化膜结构 界面结构设计

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质子交换膜燃料电池的初步研究 被引量：11

17

作者 丛文博 金丽华 刘志祥 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期13-14,15,共3页

组装了质子交换膜燃料电池 (PEMFC)单体并研究了其性能。由于氧电极的性能好坏是质子交换膜燃料电池放电性能好坏的关键 ,因此在电池氢电极侧用部分氢电极作为内氢参比电极 ,可以方便地作出氧电极的极化曲线并对其性能进行评价。考察了... 组装了质子交换膜燃料电池 (PEMFC)单体并研究了其性能。由于氧电极的性能好坏是质子交换膜燃料电池放电性能好坏的关键 ,因此在电池氢电极侧用部分氢电极作为内氢参比电极 ,可以方便地作出氧电极的极化曲线并对其性能进行评价。考察了催化剂载体、膜电极组件 (MEA)的结构和运行条件对氧电极性能的影响并使用非线性最小二乘法拟合了电池参数。实验表明 :电池的最佳运行温度为 80℃ ,压力为氧气压力 0 .3MPa ,氢电极为 0 .3MPa ,催化层的PTFE最佳含量为 35 % ,Nafion含量为 1mg/cm2 ,Pt含量可以降至为 0 .5mg/cm2 。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 膜电极组件 氧还原反应 内置氢参比电极

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质子交换膜燃料电池钛基双极板改性涂层研究进展

18

作者 李洪义 徐怡平 王心心 《北京工业大学学报》 2025年第12期1574-1586,共13页

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)作为一种高效利用氢能的途径,具有广阔的应用前景。双极板(bipolar plate,BP)是其中重要组成部件。金属双极板因其具有机械强度高、导电导热性好、加工技术成熟的优点备... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)作为一种高效利用氢能的途径,具有广阔的应用前景。双极板(bipolar plate,BP)是其中重要组成部件。金属双极板因其具有机械强度高、导电导热性好、加工技术成熟的优点备受关注,钛及钛合金材料因具有比强度高、耐酸腐蚀、对催化剂无毒害作用的特点具有很大潜力。总结了近年国内外针对钛基材料双极板进行涂层改性的研究进展,阐述了多种涂层材料,包括金属涂层、碳基涂层、过渡金属氮化物涂层、高聚物涂层的应用,归纳了涂层制备方法及其在导电性、耐腐蚀性、疏水性能方面的特点,为钛基双极板改性涂层的工艺设计提供参考,为精确调控涂层与基材结构及其性能提供依据,为实现与推进PEMFC实际生产应用奠定基础。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(pemfc) 膜电极 钛基双极板 耐腐蚀性 导电性 涂层改性

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