燃料电池微孔层在反极高电势下的电化学腐蚀 被引量：3

1

作者 周江峰 蔡超 +2 位作者 饶妍 谭金婷 潘牧 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第8期1126-1128,1147,共4页

微孔层衰退是影响质子交换膜燃料电池寿命的重要因素之一,国内外学者对阴极微孔层衰退已经进行了广泛的研究。而电池在实际运行过程中极易发生反极,电池反极会使阳极产生高电势(1.6 V左右),可能会导致阳极微孔层衰退,目前关于阳极微孔... 微孔层衰退是影响质子交换膜燃料电池寿命的重要因素之一,国内外学者对阴极微孔层衰退已经进行了广泛的研究。而电池在实际运行过程中极易发生反极,电池反极会使阳极产生高电势(1.6 V左右),可能会导致阳极微孔层衰退,目前关于阳极微孔层衰退的研究几乎没有报道。在电化学工作站上模拟了燃料电池阳极反极产生的高电势(1.6 V),对阳极微孔层电化学腐蚀进行了研究。研究发现,在反极电势下腐蚀后,微孔层疏水性急剧降低、MPL表面形成明显的孔洞、孔径减小且电池性能急剧下降,这表明微孔层发生严重的碳腐蚀,严重降低微孔层的水管理能力。该研究结果对开发抗反极微孔层具有重要意义。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 反极 微孔层 碳腐蚀 电化学腐蚀

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质子交换膜燃料电池微孔层在反极过程中的耐久性研究 被引量：2

2

作者 张立昌 蔡超 +3 位作者 谭金婷 周江峰 王园 潘牧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期63-69,共7页

微孔层在启停、反极等高电位下的电化学腐蚀是影响质子交换膜燃料电池寿命的重要因素。目前关于微孔层的腐蚀研究多数是采用离线测试方法模拟反极过程的高电位,研究结果显示微孔层在高电位下碳腐蚀严重,接触角明显减小,且对电池性能造... 微孔层在启停、反极等高电位下的电化学腐蚀是影响质子交换膜燃料电池寿命的重要因素。目前关于微孔层的腐蚀研究多数是采用离线测试方法模拟反极过程的高电位,研究结果显示微孔层在高电位下碳腐蚀严重,接触角明显减小,且对电池性能造成严重影响。但是实际反极测试结果与离线测试结果相悖。本工作通过在线反极测试研究微孔层在反极过程中的耐久性,评价反极前后微孔层对电池性能的影响机制。此外,对比分析在线反极和传统的离线试验过程与结果发现,由于离线测试时微孔层是浸泡在电解质溶液中,电解质增加了微孔层的质子传导能力,从而加快了碳腐蚀速率,而在线反极试验过程中微孔层并没有出现明显的碳腐蚀,因此传统的离线高电位腐蚀试验并不能模拟真实的反极电化学腐蚀过程。通过设计一种带有电解质的微孔层,进一步研究在线反极过程中电解质对碳腐蚀的影响,验证了在高电位下电解质的存在能够促进碳电化学腐蚀反应的发生。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 在线反极 离线恒电位 微孔层 碳腐蚀

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频繁反极对燃料电池膜电极抗反极能力及性能影响 被引量：1

3

作者 陈威 蔡超 +1 位作者 谭金婷 潘牧 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第5期645-648,共4页

质子交换膜燃料电池中发生的反极现象严重制约了其寿命,目前国内外研究者聚焦于膜电极的一次抗反极能力,而反极事件极有可能在整个燃料电池电堆运行期间频繁发生。在单电池上模拟电堆反极的状态并对阳极添加有氧化铱催化剂的抗反极膜电... 质子交换膜燃料电池中发生的反极现象严重制约了其寿命,目前国内外研究者聚焦于膜电极的一次抗反极能力,而反极事件极有可能在整个燃料电池电堆运行期间频繁发生。在单电池上模拟电堆反极的状态并对阳极添加有氧化铱催化剂的抗反极膜电极进行多次反极实验,采用一系列电化学诊断工具和扫描电镜来研究其反极行为和性能衰退情况。结果表明膜电极的抗反极时间随着经历反极次数增多而急剧缩短。在经历三次反极后,电池功率密度衰退了近50%,阳极电化学活性面积降低了63.4%,而阴极侧仅降低了5.5%,此时阳极活化极化对电池性能的影响不可忽视,电池在800 mA/cm2时内阻增加为原来的3倍。扫描电镜观察到碳载体被严重腐蚀,催化层结构坍塌,反极使得阳极催化层厚度减薄了约50%,氧化铱颗粒发生了明显团聚。该研究结果对于设计可靠、耐久的抗反极膜电极具有重要意义。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 反极 反极时间 性能衰退

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质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模拟

4

作者 罗马吉 秦超超 +1 位作者 陈黎 陈奔 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期293-300,共8页

为了探究催化层内部的水气传输和电子传导现象,建立了质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模型,获取了传输参数(渗透率、扩散率)以及电化学参数(电导率、电化学活性比表面积)随催化层微观结构的变化规律.结果表明:在催化层内部,随着... 为了探究催化层内部的水气传输和电子传导现象,建立了质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模型,获取了传输参数(渗透率、扩散率)以及电化学参数(电导率、电化学活性比表面积)随催化层微观结构的变化规律.结果表明:在催化层内部,随着水饱和度的降低,催化层不同方向上的气体相对扩散率和相对渗透率均逐渐增大,且当水饱和度为0~0.61时具有较佳的水气传输特性;催化层电导率随着铂颗粒半径的增大而非线性增大,铂颗粒半径由5 nm增大到20 nm时,电导率增大了55.7%;电导率随孔隙直径的增大而逐渐减小,但变化较小;催化层电化学活性比表面积随着铂颗粒半径或者孔隙直径的增大而非线性减小,且减小程度相当. 展开更多

关键词 质子交换膜电解池 阴极催化层 孔隙网络模型 传输特性 电子传导

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PEMFCs催化层内离聚物薄膜功能与热处理温度的对应关系

5

作者 余晗 周芬 潘牧 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1742-1750,共9页

催化层内离聚物薄膜功能受催化层制备过程中热处理过程影响,是决定电池性能的关键。在系统研究催化层离聚物薄膜在80~240℃温度区间热处理过程与功能的对应关系后发现:经热处理的离聚物薄膜,电池性能并不随热处理温度单调变化,在155℃下... 催化层内离聚物薄膜功能受催化层制备过程中热处理过程影响,是决定电池性能的关键。在系统研究催化层离聚物薄膜在80~240℃温度区间热处理过程与功能的对应关系后发现:经热处理的离聚物薄膜,电池性能并不随热处理温度单调变化,在155℃下,使用处理后的离聚物薄膜的燃料电池系统呈现出最佳的电池峰值功率密度。原因是离聚物薄膜的质子传导功能和氧传输功能随热处理温度呈现出相反的变化趋势。具体来说,在tα转变温度之上,随着热处理温度升高,膜的质子传导阻抗增大,氧传质阻力降低(阻抗从11.25 mΩ·cm^(2)增大至40.5 mΩ·cm^(2),膜氧传质阻力从50.97 s/m降低至18.45 s/m)。在二者的协同作用下,质子交换膜燃料电池催化层内离聚物薄膜存在最佳的热处理温度,在这个温度下,电池能实现峰值功率密度。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 全氟磺酸离聚物 热处理 离聚物薄膜 离聚物薄膜功能

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基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算 被引量：3

6

作者 朱智超 罗马吉 张超 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期101-104,共4页

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼... 扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波 动态卡尔曼增益修正系数 SOC估算 经验公式模型

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连通孔结构微孔层的制备及传质性能研究

7

作者 于鸿昊 李超磊 +1 位作者 马震翔 谭金婷 《电源技术》 北大核心 2025年第3期608-614,共7页

微孔层(MPL)是调控质子交换膜燃料电池(PEMFC)水气管理的重要部件,提高MPL传质能力对保障电池高功率稳定输出具有重要作用。采用冷冻铸造法制备连通孔结构MPL,通过调节碳含量改善孔连通结构,并结合物理和电化学表征分析其传质能力。结... 微孔层(MPL)是调控质子交换膜燃料电池(PEMFC)水气管理的重要部件,提高MPL传质能力对保障电池高功率稳定输出具有重要作用。采用冷冻铸造法制备连通孔结构MPL,通过调节碳含量改善孔连通结构,并结合物理和电化学表征分析其传质能力。结果表明:相比于传统样品,连通孔结构MPL的传质能力更强,单电池性能更优异。随着碳体积分数(φC)增加,MPL结构更加致密,孔连通程度和传质能力呈现先增大后减小的趋势。当φC=90%时,孔连通度最高,较传统样品提高了16.4%;相应的传质能力也最好,单电池性能最高可达1.94 W/cm_(2)。这为开发PEMFC高性能膜电极提供了重要的理论基础。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 微孔层 连通孔 传质

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PEMFC催化层疏水性对冷启动冰容量的影响 被引量：1

8

作者 薛坤鹏 周芬 潘牧 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第12期2469-2477,共9页

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)冷启动问题是制约其产业发展的重要因素之一,其中冰容量是衡量冷启动的一个重要指标,冰容量越大,冷启动性能越好。普遍认为冰容量只受阴极催化层和质子交换膜的储水量影... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)冷启动问题是制约其产业发展的重要因素之一,其中冰容量是衡量冷启动的一个重要指标,冰容量越大,冷启动性能越好。普遍认为冰容量只受阴极催化层和质子交换膜的储水量影响,而忽视了催化层排水量。提出催化层排水量也会对冰容量产生较大影响,并首次将冷启动期间催化层排水量纳入冰容量计算。结合试验数据和理论计算分析发现催化层排水量对冰容量的贡献甚至可以达到50%。利用疏水碳载体催化剂提高催化层疏水性,研究催化层疏水性对排水量和冰容量的影响。结果发现在−7℃下,疏水处理后的膜电极排水量增大引起的容量增加了0.75 mg/cm^(2),提升幅度达到了38.2%。这表明提升催化层疏水性、增加排水量可以提升冰容量,并且启动温度越高提升幅度越大。最后,冻融循环(F/T)测试表明疏水性高的催化层冰容量更加稳定。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 催化层排水量 冷启动 冰容量 催化层疏水性

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高电位下PEMFC阴极催化层Pt对碳腐蚀的影响

9

作者 刘明俊 周芬 +3 位作者 朱振 黄鹏涛 姚志鹏 潘牧 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期1003-1010,共8页

结合非色散红外光谱(NDIR)和电化学表征的方法研究了质子交换膜燃料电池阴极催化层在0.8 V恒电位下,碳腐蚀的变化规律及其对Pt氧化过程的依赖性。研究发现0.8 V恒电位下,Pt会导致碳载体的腐蚀更加剧烈。运行100 h后,Pt/C电极的碳损失质... 结合非色散红外光谱(NDIR)和电化学表征的方法研究了质子交换膜燃料电池阴极催化层在0.8 V恒电位下,碳腐蚀的变化规律及其对Pt氧化过程的依赖性。研究发现0.8 V恒电位下,Pt会导致碳载体的腐蚀更加剧烈。运行100 h后,Pt/C电极的碳损失质量达到8.7%,是纯碳电极的3.5倍。Pt/C电极的碳腐蚀规律可以分为三个阶段,第一阶段呈对数增长,第三阶段呈线性增长,中间存在混合增长区。而Pt氧化物累积量分析表明Pt的氧化呈现出两段对数关系,且中间存在一个过渡区,这解释了碳腐蚀的三段规律。活跃的Pt-OH催化碳腐蚀,并快速转化成PtO_(x)等惰性氧化物,大幅降低对碳腐蚀的促进作用,当Pt-OH含量稳定后,碳腐蚀速率达到稳态。电位阶跃工况下,Pt氧化物增长速度明显降低,碳载体质量损失达到了15.55%,几乎是恒电位工况的2倍,表明控制Pt氧化物累积速度会加速碳载体的腐蚀。 展开更多

关键词 碳载体腐蚀 0.8 V恒电位 PT催化剂 Pt氧化物

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薄膜PEMFC无加湿运行工况区间研究

10

作者 向鑫 陈小松 +1 位作者 卢星辰 詹志刚 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第10期1953-1959,共7页

为探究相对湿度对薄膜质子交换膜燃料电池性能的影响,建立了阴阳极流场流道相互垂直形式的薄膜燃料电池三维稳态模型进行模拟研究,同时以相同结构的电堆进行实验验证。结果表明:对于12μm薄膜质子交换膜燃料电池(PEMFC),在一定背压(100~... 为探究相对湿度对薄膜质子交换膜燃料电池性能的影响,建立了阴阳极流场流道相互垂直形式的薄膜燃料电池三维稳态模型进行模拟研究,同时以相同结构的电堆进行实验验证。结果表明:对于12μm薄膜质子交换膜燃料电池(PEMFC),在一定背压(100~250 kPa)与温度范围(70~90℃)内,以及阴极相对湿度为0/100%、阳极相对湿度为0运行时,I-V曲线上存在加湿后性能提升、不变及下降三个区间;加湿后性能提升与不变区间随温度升高而减小,随压力增大而增大;加湿后性能下降区间随温度升高而增大,随压力增大而减小。在80℃、150 kPa条件下,电池在低于1200 mA/cm^(2)运行,加湿后性能略有提升,在1200~1400 mA/cm^(2)加湿后性能没有变化,在高于1400 mA/cm^(2)加湿后性能下降。说明该结构的电池可以实现无加湿运行。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 薄膜 相对湿度 无加湿 模拟

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PEMFC启停工况下的阳极氢空混合区域分析

11

作者 时贞勃 涂重阳 +1 位作者 谭金婷 潘牧 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期1018-1024,共7页

质子交换膜燃料电池在启停工况下,一般认为,阳极流道中形成氢空界面,产生阴极高电位,导致阴极材料发生电化学腐蚀。实际上,氢气与空气接触时会发生对流与扩散,阳极流道中将形成氢空混合区域。通过推导氢空混合区域的运动学模型与电解质... 质子交换膜燃料电池在启停工况下,一般认为,阳极流道中形成氢空界面,产生阴极高电位,导致阴极材料发生电化学腐蚀。实际上,氢气与空气接触时会发生对流与扩散,阳极流道中将形成氢空混合区域。通过推导氢空混合区域的运动学模型与电解质电势分布数学模型,进行氢空混合区域范围、时间及电解质电势数值计算。结果表明,氢空混合区域导致的阴极高电位持续时间远超氢空界面存在时间;对应的电解质电势为-0.304~-0.260 V;氢空混合区域的分布范围与持续时间受入口气体流速及流道当量直径影响;当量直径每增加0.1 mm,混合区域最大值将增加4 mm,整体阴极高电位的持续时间将延长1.25%。以上结果为阳极流场的设计和启停工况下的控制策略提供了理论依据。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 氢空混合区域 启停工况 电解质电势

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基于不同商业化炭黑的PEMFC微孔层的耐腐蚀性能

12

作者 刘金鑫 张立昌 谭金婷 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1653-1661,共9页

反极产生的高电位会对微孔层造成不可逆的碳腐蚀损伤,严重缩短了PEMFC的寿命,因此研究由反极引发的微孔层中的碳腐蚀问题对强化PEMFC耐久性具有重要的科学意义。选择4种不同石墨化程度的商业化炭黑制成微孔层,分析其高电位腐蚀前后的性... 反极产生的高电位会对微孔层造成不可逆的碳腐蚀损伤,严重缩短了PEMFC的寿命,因此研究由反极引发的微孔层中的碳腐蚀问题对强化PEMFC耐久性具有重要的科学意义。选择4种不同石墨化程度的商业化炭黑制成微孔层,分析其高电位腐蚀前后的性能。结果表明提高炭黑的石墨化程度、降低其比表面积,腐蚀后GDL表面亲疏水性、表面形貌、孔结构等物理性质的退化程度有所缓解,单电池性能的衰退程度也减轻。四种炭黑的抗腐蚀强度为乙炔黑>XC-72>科琴黑>BP2000,由乙炔黑制备的GDL经过电化学腐蚀后各项物理性质几乎没有退化,单电池性能衰退程度较低。这为开发具有优异抗反极能力的阳极微孔层,提高PEMFC耐久性提供重要的理论依据。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 微孔层 反极 商业化炭黑 碳腐蚀

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不同衰退机理对PEMFC怠速工况性能衰退影响的模拟研究 被引量：3

13

作者 罗马吉 杨俊玮 +3 位作者 赵岩 陈奔 王琨 窦美玲 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期414-421,共8页

分析质子交换膜燃料电池(PEMFC)怠速工况衰退机理,确定怠速工况不同衰退机理对燃料电池模型参数的影响,采用所建立的PEMFC二维等温多物理场模型,仿真研究燃料电池在怠速工况衰退前后的性能及各种衰退因素对电压衰减量的贡献和内部反应... 分析质子交换膜燃料电池(PEMFC)怠速工况衰退机理,确定怠速工况不同衰退机理对燃料电池模型参数的影响,采用所建立的PEMFC二维等温多物理场模型,仿真研究燃料电池在怠速工况衰退前后的性能及各种衰退因素对电压衰减量的贡献和内部反应气体分布变化。研究结果表明,阴极活化损失增大是怠速工况下最重要的衰退因素,其次是开路电压衰退,影响最小的是阴极电化学活性面积衰退;在相同操作条件下,衰退后燃料电池的最低氧气摩尔浓度和最低氢气摩尔浓度上升,电流密度分布不均匀现象加剧。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 衰退机理 极化曲线 怠速工况 衰退模拟

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循环压缩对PEM电解池性能的影响

14

作者 张威 罗马吉 +1 位作者 刘成 周威 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期645-649,656,共6页

针对质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell, PEMEC)组件在使用过程中可能会发生损坏,需要重复装配和拆卸电解池进行更换或维修操作等问题,研究了循环加载压力对PEM电解池性能的影响,对循环试验前后的多孔扩散层... 针对质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell, PEMEC)组件在使用过程中可能会发生损坏,需要重复装配和拆卸电解池进行更换或维修操作等问题,研究了循环加载压力对PEM电解池性能的影响,对循环试验前后的多孔扩散层(porous transport layer, PTL)表面形貌进行了SEM(scanning electron microscope)电镜表征.结果表明:循环压缩后,PTL的结构发生不可逆的变化,从而影响电解池的性能;在高电流密度区间,电解池性能受循环压缩影响幅度呈现缓慢下降趋势;在较高夹紧压力下,循环压缩次数的增加对电解池性能影响逐渐减弱,适当提高装配压力可以减小重复装配对电解池性能的不利影响. 展开更多

关键词 质子交换膜电解池 循环压缩 压力加载 多孔扩散层 SEM

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聚合物电解质膜水电解器用质子交换膜的研究进展 被引量：8

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作者 陈俊良 余军 张梦莎 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3743-3750,共8页

聚合物电解质膜水电解器(PEMWE)是一种清洁环保的电解水制氢技术,具有效率高、氢气纯度高、无污染、能耗低等特点,在再生能源领域具有非常广阔的发展前景。质子交换膜是PEM水电解器的核心关键材料,是膜电极的心脏部件,但质子交换膜的成... 聚合物电解质膜水电解器(PEMWE)是一种清洁环保的电解水制氢技术,具有效率高、氢气纯度高、无污染、能耗低等特点,在再生能源领域具有非常广阔的发展前景。质子交换膜是PEM水电解器的核心关键材料,是膜电极的心脏部件,但质子交换膜的成本和性能大大限制了其商业化发展。因此,寻找和开发新型材料成为解决这两大问题和推进商业化进程的必然选择。本文首先介绍了PEMWE用质子交换膜的特性,然后通过对全氟磺酸质子交换膜的改性、合成有机/无机纳米复合质子交换膜和无氟质子交换膜研究方向的原理、特点、应用实例和新进展等方面的分析,阐述了不同研究方向的优势和存在的不足。通过对上述3个主要研究方向的概括和评述,认为无氟质子交换膜,尤其是嵌段型无氟磺化质子交换膜,是PEM水电解器用质子交换膜今后的发展方向。 展开更多

关键词 水电解器 聚合物电解质膜 再生能源 质子交换膜

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电化学腐蚀对气体扩散层氧传质的影响 被引量：3

16

作者 洪亢 朱凯 +2 位作者 刘声楚 李赏 潘牧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第20期124-128,共5页

通过离线加速实验对气体扩散层进行了不同时间的电化学腐蚀,并且利用极限电流密度来评估电化学腐蚀对气体扩散层氧气传输阻力的影响。结果表明,经过电化学腐蚀后,气体扩散层的干区明显变窄,氧传质阻力显著增大,在相对压力为150 kPa、氧... 通过离线加速实验对气体扩散层进行了不同时间的电化学腐蚀,并且利用极限电流密度来评估电化学腐蚀对气体扩散层氧气传输阻力的影响。结果表明,经过电化学腐蚀后,气体扩散层的干区明显变窄,氧传质阻力显著增大,在相对压力为150 kPa、氧摩尔分数为21%时,经过48 h和72 h电化学腐蚀的气体扩散层的氧传质阻力分别约增大了61.82 s/m、95.62 s/m。采用扫描电镜研究了气体扩散层的形貌变化,通过接触角的变化分析了加速电化学腐蚀后气体扩散层水管理能力下降的原因。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层 电化学腐蚀 氧传质阻力

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PEMEC压缩阴极气体扩散层内两相传输特性的孔隙网络模拟 被引量：2

17

作者 陈黎 罗马吉 刘成 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期651-656,共6页

采用三维孔隙网络模拟方法对Toray 090型碳纸随机重构,分析了不同压缩率下质子交换膜电解池阴极气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)的氢气突破压力、毛细压力分布、相对渗透率和相对扩散率随水饱和度的变化,并对氢气在阴极GDL中传输... 采用三维孔隙网络模拟方法对Toray 090型碳纸随机重构,分析了不同压缩率下质子交换膜电解池阴极气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)的氢气突破压力、毛细压力分布、相对渗透率和相对扩散率随水饱和度的变化,并对氢气在阴极GDL中传输的传质关系式进行了研究.结果表明:根据孔隙网络模拟计算得到的数据重新拟合氢气传质关系式更适合描述氢气在阴极GDL中的传输;不同压缩率下,氢气在GDL中的传质性能参数(相对渗透率和相对扩散率)几乎不变;随着压缩率的增大,氢气在GDL中传输的阻力也随之增大,导致产生的氢气在质子交换膜界面的压力增大,氢气更容易从阴极跨膜渗漏到阳极. 展开更多

关键词 质子交换膜电解池 孔隙网络模型 气体扩散层 压缩 两相流 氢气传输

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钨与钒掺杂类金刚石薄膜的温度适应摩擦磨损机制研究 被引量：3

18

作者 何帅 孙德恩 +1 位作者 曾宪光 王建川 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期162-166,共5页

通过非平衡磁控溅射技术,改变沉积工艺参数,在不锈钢及单晶硅基体上制备未掺杂、钨(W)掺杂以及钒(V)掺杂类金刚石(DLC)薄膜。采用拉曼光谱,纳米压痕法对薄膜结构和力学性能进行表征。在室温、250℃、500℃进行磨损实验,研究其不同温度... 通过非平衡磁控溅射技术,改变沉积工艺参数,在不锈钢及单晶硅基体上制备未掺杂、钨(W)掺杂以及钒(V)掺杂类金刚石(DLC)薄膜。采用拉曼光谱,纳米压痕法对薄膜结构和力学性能进行表征。在室温、250℃、500℃进行磨损实验,研究其不同温度范围的摩擦磨损性能。研究结果表明:适量掺杂W元素,可显著地提高W-DLC膜力学与摩擦性能,在W靶电流为0.6A条件下,W-DLC膜具有最优的综合性能,纳米硬度和弹性模量分别为11.11GPa和169.25GPa,其中在250℃条件下摩擦系数低至0.044,室温磨损率为1.27×10-7 mm^3/Nm,但W-DLC薄膜难以适应高温;适量掺杂V元素,可以显著提高V-DLC膜的纳米硬度和弹性模量,并能改善高温摩擦性能,在V靶功率为1.2kW条件下,V-DLC薄膜的纳米硬度和弹性模量分别为37.36GPa和379.89GPa,其中在500℃高温摩擦条件下,V-DLC薄膜的摩擦系数最低为0.35。 展开更多

关键词 钨、钒掺杂 DLC薄膜 温度适应 摩擦磨损

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质子交换膜击穿电压特性的研究

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作者 尤兰轩 谭金婷 潘牧 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2020年第12期39-43,共5页

为研究质子交换膜(PEM)的击穿电压特性,建立了测试PEM击穿电压的方法和装置,测试了东岳膜、Gore膜、Nafion 211膜和Nafion 212膜的击穿电压和电气强度,得到Gore膜、Nafion 211膜击穿电压和电气强度与其厚度的关系以及击穿电压与温度和... 为研究质子交换膜(PEM)的击穿电压特性,建立了测试PEM击穿电压的方法和装置,测试了东岳膜、Gore膜、Nafion 211膜和Nafion 212膜的击穿电压和电气强度,得到Gore膜、Nafion 211膜击穿电压和电气强度与其厚度的关系以及击穿电压与温度和湿度的关系。结果表明:东岳膜、Gore膜、Nafion 211膜和Nafion 212膜在50%RH,23℃下的击穿电压分别为145.0、117.5、175.0、215.0 V,电气强度分别为9.7、7.8、7.0、4.3 kV/mm;Nafion 211膜和Nafion 212膜的击穿电压随厚度的增加而增大,电气强度随厚度的增加而降低;Gore膜和Nafion 211膜的击穿电压随温度和湿度的升高而减小。 展开更多

关键词 质子交换膜 击穿电压 温度 湿度

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