碱性聚合物电解质燃料电池电极疏水性对性能的影响

doi:10.61558/2993-074X.2949

电化学（中英文） ›› 2013, Vol. 19 ›› Issue (3): 199-203. doi: 10.61558/2993-074X.2949

• 锂离子和燃料电池近期研究专辑（厦门大学董全峰教授主编） • 上一篇下一篇

碱性聚合物电解质燃料电池电极疏水性对性能的影响

谭力盛，潘婧^*，李瑶，庄林^*，陆君涛

武汉大学化学电源材料与技术湖北省重点实验室，化学与分子科学学院，湖北武汉 430072

收稿日期:2012-10-12 修回日期:2013-01-11 发布日期:2013-01-16 出版日期:2013-06-28
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（No. 2012CB932800，No. 2012CB215500）、国家高技术研究发展计划（No. 2011AA050705）和国家自然科学基金（No. 20933004，No. 21125312）资助

Influence of Electrode Hydrophobicity on Performance of Alkaline Polymer Electrolyte Fuel Cells

TAN Li-sheng, PAN Jing^*, LI Yao, ZHUANG Lin^*, LU Jun-tao

College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2012-10-12 Revised:2013-01-11 Online:2013-01-16 Published:2013-06-28

摘要/Abstract

摘要： 本文报道H₂-O₂型碱性聚合物电解质燃料电池（APEFC）电极疏水性对放电性能的影响. 以季铵化聚砜（QAPS）或自交联型季铵化聚砜（xQAPS）碱性聚电解质（APE）作为隔膜和电极中的电解质（Ionomer）、聚四氟乙烯（PTFE）作为疏水添加剂调控催化层疏水性. 结果表明，阳极催化层疏水性的增强有利于提升电池放电性能，而阴极催化层疏水性适中时电池性能最优. 采用疏水性较强的xQAPS作为电解质并在阳极催化层中添加适量PTFE疏水剂，在60 ^oC和100%相对湿度的条件下，280 mA·cm^-2电流密度时，电池最高功率密度达132 mW·cm^-2.

关键词:

碱性聚合物电解质燃料电池, 催化层, 疏水性, 季铵化聚砜, 聚四氟乙烯

Abstract: In the present work, we study the influence of the electrode hydrophobicity on the performance of alkaline polymer electrolyte fuel cells (APEFCs). QAPS or xQAPS is employed as the membrane and the ionomer, while PTFE is used as a hydrophobic additive in order to adjust the electrode hydrophobicity. We find that enhancing the hydrophobicity of anode can promote the performance of APEFCs, while a moderate hydrophobicity of cathode is required to achieve optimal performance. By using xQAPS as the electrolyte and adding some PTFE in the anode, a peak power density of 132 mW·cm^-2 can be obtained at a current density of 280 mA·cm^-2 when the APEFC single cell is operated under 100% RH at 60 ºC.

Key words:

alkaline polymer electrolyte fuel cells, catalyst layer, hydrophobicity, quaternized polysulfone, polytetrafluoroethylene

中图分类号:

O646.7

谭力盛, 潘婧, 李瑶, 庄林, 陆君涛. 碱性聚合物电解质燃料电池电极疏水性对性能的影响[J]. 电化学（中英文）, 2013, 19(3): 199-203.

TAN Li-Sheng, PAN Jing, LI Yao, ZHUANG Lin, LU Jun-Tao. Influence of Electrode Hydrophobicity on Performance of Alkaline Polymer Electrolyte Fuel Cells[J]. Journal of Electrochemistry, 2013, 19(3): 199-203.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.61558/2993-074X.2949

https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/Y2013/V19/I3/199

[1]	陈浩杰, 唐美华, 陈胜利. 质子交换膜燃料电池阴极催化层疏水性优化[J]. 电化学（中英文）, 2023, 29(9): 2207061-.
[2]	黄龙, 徐海超, 荆碧, 李秋霞, 易伟, 孙世刚. 质子交换膜燃料电池铂基催化剂研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(1): 2108061-.
[3]	王睿卿, 隋升. PEMFC阴极催化层结构分析[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(6): 595-604.
[4]	池滨, 叶跃坤, 江世杰, 廖世军. 低温质子交换膜燃料电池自增湿膜电极研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2018, 24(6): 628-638.
[5]	饶妍，李赏，周芬，田甜，钟青，宛朝辉，谭金婷，潘牧. 低铂膜电极结构优化途径[J]. 电化学（中英文）, 2018, 24(6): 677-686.
[6]	高燕燕，侯明，姜永燚，梁栋，艾军，郑利民. 质子交换膜燃料电池催化层化学稳定性研究[J]. 电化学（中英文）, 2018, 24(3): 227-234.
[7]	蒋尚峰，衣宝廉. 有序化膜电极研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2016, 22(3): 213-218.
[8]	吕尧，黄波*，顾习之，候春一，胡一星，王晓颖，朱新坚. 固体氧化物燃料电池Cu-LSCM-CeO₂/LSCM-YSZ/Ni-ScSZ复合阳极制备及性能[J]. 电化学（中英文）, 2014, 20(5): 470-475.
[9]	汪芸芸, 黄波, 朱新坚, 胡万起, 余晴春, . 固体氧化物燃料电池LSCM-CeO_2/Ni-ScSZ复合阳极制备及性能表征[J]. 电化学（中英文）, 2010, 16(1): 108-111.
[10]	罗江水, 陈剑, 衣宝廉, 查全性, 张华民, . PEMFC电极中表面扩散现象的初步研究[J]. 电化学（中英文）, 2008, 14(4): 369-372.
[11]	沈广霞, 陈艺聪, 林昌健. 疏水型纳米TiO_2膜的制备、表征及耐蚀性能研究[J]. 电化学（中英文）, 2004, 10(1): 65-69.
[12]	王明华, 朱新坚, 曹广益, 隋升, 余晴春, 胡鸣若, 范征宇. 正交设计法优化PEMFC催化层的最佳配比[J]. 电化学（中英文）, 2003, 9(4): 433-438.

碱性聚合物电解质燃料电池电极疏水性对性能的影响

Influence of Electrode Hydrophobicity on Performance of Alkaline Polymer Electrolyte Fuel Cells

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 12

Metrics