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高温质子交换膜磷酸流失问题的研究进展
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作者 汤红英 邢瑞阳 《天津师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页
高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)因其较快的反应动力学、简化的水热管理系统以及较高的耐一氧化碳浓度而受到广泛关注,而目前使用最广泛的高温质子交换膜——磷酸掺杂的聚苯并咪唑(PBI/PA)体系面临严重的磷酸流失问题,难以应用于汽... 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)因其较快的反应动力学、简化的水热管理系统以及较高的耐一氧化碳浓度而受到广泛关注,而目前使用最广泛的高温质子交换膜——磷酸掺杂的聚苯并咪唑(PBI/PA)体系面临严重的磷酸流失问题,难以应用于汽车领域,限制了基于PBI/PA的HT-PEMFCs的大规模应用.本文详细介绍了HT-PEMFCs的各种常见磷酸流失机理,重点总结了磷酸流失问题的解决方法,最后指出HT-PEMFCs发展存在的问题以及未来发展方向. 展开更多
关键词 高温质子交换膜 燃料电池 磷酸流失 聚苯并咪唑
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磷酸燃料电池(PAFC)进展 被引量:4
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作者 隋升 顾军 +1 位作者 李光强 隋智通 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期49-52,共4页
磷酸燃料电池(PAFC)既可用于大规模发电,也可作为医院或居民区供电、汽车动力以及不间断电源等,其中同时提供电和热水被认为是PAFC的最佳应用方式。PAFC由于其优良的性能而受到高度重视,发展非常迅速,开始步入商业化阶段。虽然相对于其... 磷酸燃料电池(PAFC)既可用于大规模发电,也可作为医院或居民区供电、汽车动力以及不间断电源等,其中同时提供电和热水被认为是PAFC的最佳应用方式。PAFC由于其优良的性能而受到高度重视,发展非常迅速,开始步入商业化阶段。虽然相对于其它类型的燃料电池PAFC在技术上已经比较成熟,但仍然面临一些亟待解决的课题———须进一步提高电池比功率,延长使用寿命,降低制造成本等,而开发活性高、稳定性好的新的电极催化剂是解决上述问题的一项非常重要的措施。PAFC在我国还没有引起重视。文中报道了PAFC的发展现状、研究课题以及开发应用状况。鉴于其广阔应用前景。 展开更多
关键词 磷酸燃料电池 电极 催化剂 电池 pafc
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磷酸燃料电池(PAFC)电站技术的发展、现状和展望 被引量:3
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作者 张纯 毛宗强 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1996年第5期216-221,共6页
近年来全世界都面临着能源问题和环境问题.燃料电池由于其燃料利用率高、对环境污染小的特点,成为理想的清洁、高效发电方式.磷酸燃料电池(PAFC)发电技术,在目前燃料电池电站中技术最成熟,发展最快.文中报道国外磷酸燃料电池(PAFC)电站... 近年来全世界都面临着能源问题和环境问题.燃料电池由于其燃料利用率高、对环境污染小的特点,成为理想的清洁、高效发电方式.磷酸燃料电池(PAFC)发电技术,在目前燃料电池电站中技术最成熟,发展最快.文中报道国外磷酸燃料电池(PAFC)电站技术的发展、现状和展望. 展开更多
关键词 燃料电池电站 磷酸燃料电池
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中日合作番禺200kW磷酸燃料电池运行数据分析 被引量:2
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作者 黄红良 隋静 +3 位作者 李伟善 黄启明 梁甫坚 李碧莲 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期80-83,共4页
中日合作在番禺建成了利用猪的排泄物制沼气发电的200kW磷酸燃料电池电站。最近获得了该电站的核心——燃料电池的运行数据,通过对这些数据进行分析,总结出一套可实际操作的运行方案,为该电站能良好地运转打下坚实的基础,并为今后大型... 中日合作在番禺建成了利用猪的排泄物制沼气发电的200kW磷酸燃料电池电站。最近获得了该电站的核心——燃料电池的运行数据,通过对这些数据进行分析,总结出一套可实际操作的运行方案,为该电站能良好地运转打下坚实的基础,并为今后大型燃料电池电站建设起到一定的指导作用。 展开更多
关键词 广东番禺 磷酸燃料电池电站 运行 数据分析
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循环伏安法测定聚苯并咪唑膜电解质甲醇透过率 被引量:2
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作者 杨景帅 李雪源 +1 位作者 徐一鑫 何荣桓 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期757-760,共4页
研究建立了电化学循环伏安法(CV)测定磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜甲醇透过率的方法.以磷酸溶液为电解质,在扫描电压范围-0.2-1.2 V和扫描速度100 m V/s的条件下测试了不同磷酸掺杂水平PBI膜的甲醇透过率.研究表明,根据膜样品酸掺杂... 研究建立了电化学循环伏安法(CV)测定磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜甲醇透过率的方法.以磷酸溶液为电解质,在扫描电压范围-0.2-1.2 V和扫描速度100 m V/s的条件下测试了不同磷酸掺杂水平PBI膜的甲醇透过率.研究表明,根据膜样品酸掺杂水平选择磷酸电解质溶液的浓度可使待测PBI膜的酸掺杂水平在测定过程中保持不变,进而保障结果的准确性和可靠性;与纯PBI膜的甲醇透过率(1.34×10^-8cm2/s)相比,磷酸掺杂PBI膜的甲醇透过率有所增加,当PBI膜的酸掺杂水平为2.5-3.2时,膜的甲醇透过率为3.2×10^-8-14×10^-8cm2/s. 展开更多
关键词 甲醇透过率 循环伏安法 聚苯并咪唑膜 磷酸 燃料电池
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高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极 被引量:3
6
作者 刘世伟 梁亮 +3 位作者 李晨阳 刘长鹏 邢巍 董献堆 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1085-1090,共6页
高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑... 高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构。通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的三相反应界面。测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22%。与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m^3的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82.1%和71.4%,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性。 展开更多
关键词 氢气催化氧化 磷酸燃料电池 气体扩散电极 耐毒性 聚苯基咪唑膜
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200kW磷酸燃料电池的结构及管理系统 被引量:1
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作者 黄红良 隋静 +3 位作者 李伟善 黄启明 梁甫坚 李碧莲 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期443-445,共3页
建设了1个200 kW的磷酸燃料电池电站。介绍了该电站的核心———燃料电池的结构及管理系统,包括主要部件及其功能、子系统的运行原理和方法。
关键词 磷酸燃料电池(pafc) 结构 管理系统
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直接甲醇燃料电池用磷酸掺杂PAN复合膜的研究 被引量:3
8
作者 刘启志 浦鸿汀 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期218-221,共4页
本文研究了聚丙烯腈-磷酸(PAN-xH3PO4)复合质子交换膜的结构、聚合物与酸之间的相互作用、甲醇渗透性能以及质子导电性能。结果表明,PAN-xH3PO4复合膜与Nafion膜的甲醇渗透率相差不大,但是比聚丙烯腈膜的甲醇渗透率高两个数量级左右,而... 本文研究了聚丙烯腈-磷酸(PAN-xH3PO4)复合质子交换膜的结构、聚合物与酸之间的相互作用、甲醇渗透性能以及质子导电性能。结果表明,PAN-xH3PO4复合膜与Nafion膜的甲醇渗透率相差不大,但是比聚丙烯腈膜的甲醇渗透率高两个数量级左右,而且随甲醇浓度增加而增加;PAN-xH3PO4复合膜具有较好的质子导电能力,电导率随频率(时间)的变化很小,其质子导电性能主要依赖于聚合物与酸的相互作用。 展开更多
关键词 聚丙烯腈 磷酸 甲醇渗透 直接甲醇燃料电池 质子导电
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膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜研究进展 被引量:2
9
作者 李伟 沈春晖 +1 位作者 李慧琳 尹珊珊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期22-27,共6页
膦(磷)酸功能化硅氧烷质子交换膜是最有望应用于高温质子交换膜的新材料。综述了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的研究进展,重点讨论了环氧开环、自由基共聚、形成酸碱对以及膦酸酯基硅氧烷水解交联4种不同的将膦(磷)酸键合在杂化... 膦(磷)酸功能化硅氧烷质子交换膜是最有望应用于高温质子交换膜的新材料。综述了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的研究进展,重点讨论了环氧开环、自由基共聚、形成酸碱对以及膦酸酯基硅氧烷水解交联4种不同的将膦(磷)酸键合在杂化膜中的方式,并从物理化学稳定性、电导率等方面比较各种质子交换膜的性能,最后展望了膦(磷)酸功能化硅氧烷高温质子交换膜的发展趋势。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 高温质子交换膜 膦(磷)酸 硅氧烷 化学键合
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燃料电池用改性PBI膜研究进展 被引量:2
10
作者 刘启志 浦鸿汀 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期29-33,共5页
聚苯并咪唑(PBI)有很好的热稳定性能和力学性能,而且聚合物中同时存在质子给体和受体,但是由于其导电性能和难以成膜的影响,使其在燃料电池中的应用受到极大的限制。本文讨论了基于提高聚苯并咪唑的导电能力而对聚苯并咪唑所作的改性研究。
关键词 燃料电池 聚苯并咪唑 磷酸 质子导电
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石油天然气利用的新途径——燃料电池 被引量:8
11
作者 鲁德宏 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期10-13,共4页
燃料电池是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式 ,其发电效率可达 4 0 %~60 % ,热电联供时综合效率可达 80 %以上 ,对环境无污染 ,商业化前景广阔。本文概述了磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交... 燃料电池是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式 ,其发电效率可达 4 0 %~60 % ,热电联供时综合效率可达 80 %以上 ,对环境无污染 ,商业化前景广阔。本文概述了磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池的主要特点及其发展概况 ,提出了与石油天然气行业相关的问题 ,建议加强燃料电池的研究。 展开更多
关键词 石油天然气 利用 燃料电池 连续发电方式 发电效率 磷酸燃料电池 熔融磷酸盐燃料电池 固体氧化物燃料电池 质子交换膜燃料电池
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Pt/C气体扩散电极制备方法的探索 被引量:8
12
作者 马永林 《电化学》 CAS CSCD 1996年第1期107-110,共4页
Pt/C气体扩散电极制备方法的探索马永林(青海教育学院,青海,西宁810008)以Pt/C为电催化剂的气体扩散电极的制备方法是直接影响该电极电化学性能的重要因素。一般的制备方法是基于将Pt/C电催化剂和聚四氟乙烯以及... Pt/C气体扩散电极制备方法的探索马永林(青海教育学院,青海,西宁810008)以Pt/C为电催化剂的气体扩散电极的制备方法是直接影响该电极电化学性能的重要因素。一般的制备方法是基于将Pt/C电催化剂和聚四氟乙烯以及某些有机物或表面活性剂的糊状物涂布... 展开更多
关键词 气体扩散电极 电催化剂 电化学性能
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磷酸燃料电池的工作原理及管理系统研究 被引量:1
13
作者 孙百虎 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1027-1028,共2页
燃料电池是一种高效、无污染的能量转换系统。作为第一代燃料电池,磷酸燃料以其原材料丰富、技术简单且成本低等优点成为当前商业化发展最快的一种燃料电池。磷酸燃料电池的效率比其他燃料电池低,如何提高磷酸燃料的有效性成为了该种燃... 燃料电池是一种高效、无污染的能量转换系统。作为第一代燃料电池,磷酸燃料以其原材料丰富、技术简单且成本低等优点成为当前商业化发展最快的一种燃料电池。磷酸燃料电池的效率比其他燃料电池低,如何提高磷酸燃料的有效性成为了该种燃料电池所研究的重点。 展开更多
关键词 磷酸燃料电池 生物质能 电力供给 效率转换
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燃料电池电极用多孔碳板
14
作者 隋升 顾军 +1 位作者 李光强 隋智通 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期207-209,共3页
以碳纤维、精制脱脂棉和酚醛树脂为原料 ,采用过筛法混料、热压成型 ,在惰性气氛下高温碳化工艺 ,制作了多孔碳板·研究了配料比例以及前驱体成型压力等条件对多孔碳板气体透过性和电阻率的影响 ,并考察它在磷酸燃料电池 (PAFC)
关键词 多孔碳板 磷酸燃烧电池 电极材料
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磷酸型燃料电池中电解质性能的研究(Ⅱ)
15
作者 李蒙俊 邹红林 文春燕 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期310-311,共2页
简要叙述了磷酸型燃料电池(PAFC)最新研究进展,介绍了在相同条件下比较氢和甲烷作为燃料在磷酸(85% )电解质和A型电解质(多氟磷酸和磷酸的混合物)中的电化学行为。在130℃,将A型电解质燃料电池的输出特性与磷酸(... 简要叙述了磷酸型燃料电池(PAFC)最新研究进展,介绍了在相同条件下比较氢和甲烷作为燃料在磷酸(85% )电解质和A型电解质(多氟磷酸和磷酸的混合物)中的电化学行为。在130℃,将A型电解质燃料电池的输出特性与磷酸(85% )电解质燃料电池进行比较。全部试验在有参比电极的三电极试验电池中进行,试验电极采用自制电极,辅助电极采用光亮铂电极或者镀铂电极,参比电极采用动态氢电极。测量系统是由D.H.W 型恒电位/恒电流仪和3086 型记录仪组成。A型电解质燃料电池的输出功率高于磷酸(85% )电解质燃料电池,这是由于A型电解质具有较高的离子活性和活度。实验表明,A型电解质具有较高的电化学性能。 展开更多
关键词 磷酸型燃料电池 电解质 甲烷 燃料电池
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三种燃料电池发电技术 被引量:4
16
作者 梁丽萍 高荫本 陈诵英 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期1-12,共12页
燃料电池是一种新型的能量转换装置。本文详细介绍了磷酸型、熔融碳酸盐型以及固体氧化物电解质型三种主要类型的燃料电池的单电池结构、材料、设计及研究方向等几个方面的问题。
关键词 燃料电池 发电 电池发电
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聚苯并咪唑类高温质子交换膜研究进展 被引量:2
17
作者 李涛 林蔚然 +1 位作者 张韬毅 祝桂香 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期128-132,共5页
综述了聚苯并咪唑(PBI)的分子合成与结构改性方法,PBI的合成方法由最初的本体熔融固相法逐渐发展为应用更广泛的溶液缩聚法、亲核取代法和母体法等;从分子设计的角度对PBI的改性方法研究进行了总结和分析,包括在PBI聚合物主链及侧链引... 综述了聚苯并咪唑(PBI)的分子合成与结构改性方法,PBI的合成方法由最初的本体熔融固相法逐渐发展为应用更广泛的溶液缩聚法、亲核取代法和母体法等;从分子设计的角度对PBI的改性方法研究进行了总结和分析,包括在PBI聚合物主链及侧链引入大空间位阻功能基团(带有苯环侧基的吡啶基团)、柔性基团(柔性醚结构)和质子传导基团(磺酸基团)。重点探讨了酸掺杂PBI高温质子交换膜的质子传导性能、热稳定性能、化学稳定性能及力学性能的影响因素及改善途径。最后指出了PBI高温质子交换膜研究存在的问题和今后的发展方向。 展开更多
关键词 质子交换膜 聚苯并咪唑 高温燃料电池 磷酸掺杂膜
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含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜研究进展 被引量:2
18
作者 谢旭秋 王丽 +6 位作者 赵淑会 贾文静 李永哲 魏刚 张恒 刘训道 徐安厚 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期202-211,共10页
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)具有独特的能源转化和储存方式,因此引起了科学家广泛的研究兴趣.全氟磺酸质子交换膜(PFSA)是目前低温型PEMFCs(<100℃)中应用最为广泛的关键核心材料之一,在很大程度上决定着PEMFCs的性能优劣.提高工作... 质子交换膜燃料电池(PEMFCs)具有独特的能源转化和储存方式,因此引起了科学家广泛的研究兴趣.全氟磺酸质子交换膜(PFSA)是目前低温型PEMFCs(<100℃)中应用最为广泛的关键核心材料之一,在很大程度上决定着PEMFCs的性能优劣.提高工作温度可以赋予PEMFCs更高的转化效率、更快电极反应、更高的杂质耐受能力、更便捷的水热管理方式等,然而,质子交换膜(PEM)在高温下的传质性能衰减阻碍PEMFCs的高温应用.引入磷酸结构是目前改善PEM高温传质性能常用的策略.本文总结了近年来含磷酸结构全氟磺酸质子交换膜的研究进展,并讨论了引入磷酸结构后存在的问题,为后续的高温质子交换膜的研究工作提供指导作用. 展开更多
关键词 磷酸 质子交换膜 全氟磺酸 燃料电池
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磷酸燃料电池-两级并联热电发电器混合系统性能分析 被引量:1
19
作者 崔祥苏 黄跃武 梁珍 《东华大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第4期99-106,共8页
为回收利用磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell,PAFC)运行中产生的余热以提高系统整体性能,建立一个由PAFC、回热器与两级并联热电发电器(two-stage parallel thermoelectric generator,TPTEG)组成的混合系统模型。综合考虑PAFC的... 为回收利用磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell,PAFC)运行中产生的余热以提高系统整体性能,建立一个由PAFC、回热器与两级并联热电发电器(two-stage parallel thermoelectric generator,TPTEG)组成的混合系统模型。综合考虑PAFC的过电势损失、回热损失、热漏以及半导体的主要不可逆损失,通过数值分析得到PAFC的工作电流密度与TPTEG的工作电流密度之间的关系,确定混合系统中TPTEG的工作电流密度区间,推导混合系统的功率和效率表达式,分析TPTEG对PAFC余热回收的影响。结果表明,PAFC-TPTEG混合系统性能优于单一PAFC系统。研究燃料电池的工作温度、工作压力,热电元件对数、导热系数、优值系数对混合系统的影响,所得结果可进一步为研究PAFC与半导体热电发电器的混合系统性能提供一些理论依据。 展开更多
关键词 磷酸燃料电池 两级并联热电发电器 数值分析 混合系统 余热回收
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高温聚合物电解质膜燃料电池膜电极中磷酸分布及调控策略研究进展 被引量:4
20
作者 张巨佳 张劲 +2 位作者 王海宁 相艳 卢善富 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期164-178,共15页
高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)由于其较高的运行温度(140–200℃)而具有较快的电极反应动力学和良好的抗CO等杂质气体毒化能力以及简化水热管理等优势,是PEMFC的重要发展方向之一。HT-PEMFC的核心部件为基于磷酸掺杂聚合物电解... 高温聚合物电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)由于其较高的运行温度(140–200℃)而具有较快的电极反应动力学和良好的抗CO等杂质气体毒化能力以及简化水热管理等优势,是PEMFC的重要发展方向之一。HT-PEMFC的核心部件为基于磷酸掺杂聚合物电解质膜(HT-PEM)组装的膜电极(MEA)。在高温膜电极(HT-MEA)中,一方面聚合物电解质膜和催化层中的离子传导极大地依赖于磷酸的含量;而另一方面磷酸分子填充在高分子链周围会引起聚合物膜力学性能的下降,迁移进催化层中的磷酸容易导致阴阳极催化层的“酸淹”以及在铂催化剂表面吸附而降低催化剂活性。因此,研究磷酸在高温聚合物电解质膜电极中的分布状态和迁移过程,对构建高性能和高稳定性的HT-PEMFC至关重要。基于此,本文对近年来HT-MEA中磷酸的分布、动态迁移过程的研究现状进行了梳理分析,对HT-MEA(包括高温聚合物电解质膜和催化层)中磷酸分布和迁移的调节与优化策略研究进展进行了较全面的综述,并对其未来发展趋势进行了评述和展望。 展开更多
关键词 燃料电池 膜电极 高温聚合物电解质膜 催化层 磷酸
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