膜电极密封层的设计及其对电池性能影响的研究(2)
时间:2019-07-21 11:19 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1．2电极错位对测量误差的影响显著据报道，对未对准的电极测量会产生较大的误差，并且也会使电池的性能更加的恶化。 温克尔等人[5]模拟了三电极结构的单电池的测量误差显示在电极错位时会导致过电位的测量误差较大。 Chan等人[6]还发现，在阳极和阴极之间的直径的差可以在超电势测量引入显著误差。 Liu 等人[7]中发现在质子交换膜燃料电池（PEMFC）和甲醇燃料电池（DMFC）中电极对准对测量精度提升显著效果。在过大的电极表面的高电势会被低估，相反的在低电势会被高估。测量误差随着电流密度增大而增大，在 DMFC 系统中误差高达近 10％。阿尔德等人[8]注意到，阴极重叠阳极导致的高电位，会在密封界面/电解质界面诱发局部氧化，从而造成密封失效。 Sompalli 等人[9]调查了电极的错位对膜的降解有影响。即使在短时间充分加湿的情况下也会加速膜电极组件（MEA）边缘膜的降解，但是在干燥的情况下，即使电池高温，有密封层包覆的膜电极组件（MEA）耐久性也不会受到太大影响。因此，电极的对准有利于提高测量精度和密封层有助于提高膜电极组件（MEA）的耐久性。在实践中，电极未对准或重叠时，实验室的膜电极组件 （MEA） 可能会与密封层发生集成。 由于制造工艺， 密封层可能会和膜电极组件 （MEA）在周边区域产生重叠，导致电极可能超出定义的窗口。到现在为止，大多数的研究都集中在关键材料，如电催化剂和离子交换膜。很少有文献研究设计方法和密封层在燃料电池的影响。1．3 三种密封层的设计在本文中，三个膜电极组件的密封层如图 2 所示是被特别设计在催化剂层和碳层的外围区的电解质膜。这些密封层的规格列于表1 中。表 1可以通过几个电化学技术检查电极重叠在活性区的反应，氢渗透，短路电阻，质子传导和氧化还原（ORR）动力学中的效应。在大气中的条件下评估了不同的相对湿度其对单电池性能的影响。密封层结构. 1 结构. 2 结构. 3中心区域(Active region)面积 5 cm25 cm25 cm2组成 Pt/C + Nafion Pt/C + NafionPt/C +Nafion周边区域(Non-activeregion)面积 11 cm211 cm211 cm2组成 Pt/C + Nafion C + Nafion (责任编辑：qin) |