PEMFC电化学氢泵活化方法及其强化机制 |
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引用本文: | 戴海勤,杨代军,明平文,李冰,张存满,汪殿龙.PEMFC电化学氢泵活化方法及其强化机制[J].材料工程,2023(6):20-28. |
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作者姓名: | 戴海勤 杨代军 明平文 李冰 张存满 汪殿龙 |
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作者单位: | 1. 同济大学汽车学院新能源汽车工程中心;2. 河北科技大学材料科学与工程学院 |
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摘 要: | 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)通常需活化才能发挥其最佳性能。与传统的活化方法相比,电化学氢泵可以节约时间和氢气成本。电化学氢泵是一种使氢气在阳极氧化成质子,然后质子在外加电场作用下迁移到阴极并且被还原成氢气的方法。借助极化曲线测试、交流阻抗测试和循环伏安测试等方法研究电化学氢泵活化后PEMFC的发电性能、内部阻抗和催化剂电化学活性比表面积(electrochemical specific area, ECSA)的变化,进而分析其活化机理。此外,研究不同电流密度、进气湿度和活化温度对氢泵活化效果的影响。结果表明:氢泵活化后,燃料电池发电性能显著提升,Tafel斜率降低,电荷传输阻抗和质量传输阻抗降低,欧姆阻抗基本不变,ECSA增加,因此氢泵活化机制与催化剂活性物种数量、催化层微观结构有关。在电流密度200 mA·cm-2下氢泵活化的效果强于100 mA·cm-2。在进气湿度为150%RH下氢泵活化的效果强于100%RH和200%RH。另外,活化温度对氢泵活化效果的影响不大...
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关 键 词: | 质子交换膜燃料电池 电化学氢泵活化 交流阻抗 循环伏安 |
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