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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 化学工程
题名: 聚合物电解质膜燃料电池膜电极结构与性能研究
作者: 朱珊
答辩日期: 2012-11-17
导师: 孙公权 ;  王素力
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 膜电极(MEA)是聚合物电解质膜燃料电池的核心部件,其结构直接影响电池的性能、稳定性及使用寿命。本论文针对阳极和阴极电化学反应特性,对MEA结构进行了设计与优化。主要研究结果如下: 采用EG/H2O,EtOH/H2O和EtOH/H2O/NaOH为分散剂制备了Nafion®聚合物溶液及催化剂层,研究了溶剂与抗衡离子对浆液中Nafion®聚合物分散度及其制备的阴极催化层的性能和稳定性的影响。结果表明,增大Nafion®聚合物的分散度有助于提高所制备的氧气阴极的放电性能,而减小Nafion®聚合物的分散度有助于提高氧气阴极的抗衰减能力。 利用Pt(NH3)22+阳离子与Nafion/C复合载体中-COOH或-SO3H基团的H+进行交换反应、并经H2气还原制备了Pt-Nafion/C系列催化剂。结果表明,Pt-Nafion/C催化剂有利于氧还原反应理想微区结构的构建。在DMFC单体电池中,Pt-20Nafion/C催化剂的Pt比质量活性比商品Pt/C催化剂高10倍;以Pt-15Nafion/C为极催化剂制备的PEMFC单体电池,催化剂最大比质量活性为Pt/C-JM的2.5倍。 将自制RuO2•xH2O引入DMFC阳极侧,制备了基于RuO2•xH2O的复合阳极。研究结果表明与传统结构单体电池相比,RuO2•xH2O复合阳极制备的单体电池均表现出更高的准稳态性能和更平稳的动态响应性能。其中,将RuO2•xH2O以夹层形式置于阳极催化层和阳极气体扩散层间的单体电池最大功率密度提高16%,在250小时动态稳定性测试过程中表现出更平稳的动态响应性能。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116755
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朱珊. 聚合物电解质膜燃料电池膜电极结构与性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012.
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