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学科主题物理化学
质子交换膜燃料电池动态特性及催化剂载体抗腐蚀性研究
申强
2010-05-31
导师衣宝廉 ; 侯明
专业化学工程
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要耐久性是质子交换膜燃料电池(PEMFC)实现商业化亟待解决的重要问题之一,而动 态操作(如载荷变化和启动/停车等)是导致燃料电池耐久性较差的主要因素。因此,考察 PEMFC 在载荷变化和启动/停车时的动态操作特性,分析其引起电池衰减的原因,并研究 相应的解决对策,对提高燃料电池的耐久性具有重要意义。 本文首先以燃料电池堆中的任一节电池为研究对象,通过分别在阴阳极扩散层和流 场间放入多根电势探针的方法,探讨了稳态时阴极平面内的电势分布情况和动态加载瞬 间由于空气饥饿引起的电池电压变化情况,并采用在电池加载前预置空气的方法有效避 免了加载瞬间的空气饥饿现象。 其次,通过发展出实验测量膜电势的方法,并采用带有氢参比电极的电池结构,深 入研究了电池启动及停车时阳极氢/空界面的形成过程及其影响,并对反向电流衰减机理 进行了验证。由于在未保护的电池启动及停车过程中,局部位置阴极与膜之间的界面电 势差会达到较高数值,影响了燃料电池的耐久性,因此还从界面电势差的角度进一步对 几种电池启动及停车方式进行了深入研究和优化。 最后,由于高电势会加速催化剂载体的腐蚀,本文还采用电化学方法对常用的Vulcan XC-72、MWNT 和石墨化XC72 三种催化剂载体的抗腐蚀性进行了对比,研究了温度、 电势阶跃和担载Pt 等对载体腐蚀速率的影响,考察了相应Pt 基催化剂的稳定性,并初步 探讨了新型介孔炭载体的抗腐蚀性及Pt/介孔炭催化剂的稳定性。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116518
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
申强. 质子交换膜燃料电池动态特性及催化剂载体抗腐蚀性研究[D]. 中国科学院研究生院,2010.
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