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学科主题物理化学
阴极杂质气体SO2对质子交换膜燃料电池性能的影响及解决对策研究
翟俊香
2012-04-14
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
英文摘要质子交换膜燃料电池(PEMFC)通常以环境空气作氧化剂,而空气中往往含有CO、 NOx 及SO2等杂质气体。这些杂质气体即使浓度很低也会毒化电池,导致电池性能衰减或 寿命缩短,其中SO2的毒化作用最为显著。因此,考察空气中SO2对电池性能的影响并提 出相应的解决对策具有重要的现实意义。 本文首先全面地评价了不同实验条件下SO2对PEMFC 性能的影响,分析了毒化时间、 浓度、电流密度及操作温度与SO2毒化速率之间的联系。通过循环伏安扫描和电化学阻抗 谱探究了SO2毒化PEMFC 的机理。其次,研究了SO2在PEMFC 内的渗透行为。通过研究 气体相对增湿度、SO2浓度等对SO2渗透的影响,推断出SO2渗透机理。研究发现,SO2以 水为介质进行迁移,进而毒化阳极催化剂。另外,研究了毒化后恢复电池性能的方法。洁 净空气吹扫、维持电池开路及I-V 操作均可以使电池性能部分恢复;循环伏安扫描和电压 脉冲可以彻底清除电极上吸附的SO2,完全恢复电池性能。最后,为了预防SO2毒化,设 计了电化学净化器,电池外净化空气,避免SO2进入电池,消除SO2毒化问题。研究发现, 利用电化学净化器脱除空气中低浓度SO2,在线保护电池是一种有效的方法。另外,初步 探讨了几种Pt 二元催化剂的抗SO2性能。结果显示,Pt3Pd 及PtRu 催化剂的抗SO2能力强 于纯Pt 催化剂。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116581
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
翟俊香. 阴极杂质气体SO2对质子交换膜燃料电池性能的影响及解决对策研究[D]. 中国科学院研究生院,2012.
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