努尔乔利法·尤兰达, 罗亨迪·德迪, 马吉兰·赫里安托·埃迪, 萨里夫·尼尔万, 拉赫马特·阿迪, 尤利安蒂·哈瓦·德威, S·费布里卡·尼玛斯

电化学（中英文） 2025, 31 (4): 2501161-. DOI:10.61558/2993-074X.3540

摘要（3）

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单位化再生燃料电池（URFC）是一种可以作为燃料电池（FC）或水电解（WE）进行可逆工作的装置。该装置的重要组成部分是膜电极组件（MEA）。因此，本研究旨在比较使用单层和三层催化剂电极的MEA性能结果。本研究测量了电化学表面积（ECSA）、电化学阻抗谱（EIS）、X射线衍射分析（XRD）和X射线荧光分析（XRF）。此外，还测量了MEA的往返效率（RTE）以及其在FC和WE模式下的性能。对比结果显示，三层催化剂电极的Pt-Ru/C和Pt/C的ECSA值高于单层催化剂电极。该结果得到了XRD和XRF电极表征数据的支持。Pt-Ru/C和Pt/C三层催化剂电极的电导率值也高于单层催化剂电极，使用三层催化剂MEA的URFC性能在所有MEA的URFC性能中具有最高的RTE值，在4 mA·cm^-2的电流密度下为100%。

Single catalyst layer electrode of URFC

No.

Current
(A)

Current Density (mA·cm^-2)

FC Mode

WE Mode

RTE (%)

Voltage (V)

Power (W)

Time (s)

Output Energy (Joule)

Voltage
(V)

Power (W)

Time (s)

Input Energy (Joule)

0.1

0.48

0.048

486

23.328

2.2

0.22

486

1069.2

21.82

0.2

0.3211

0.06

482

28.92

2.4

0.48

482

231.36

12.5

0.3

0.2722

0.081

341

27.621

2.6

0.78

341

265.98

10.39

0.4

0.1777

0.071

280

19.88

2.8

1.12

280

313.6

6.34

0.5

0.1162

0.058

248

14.384

3.2

1.6

248

396.8

3.63

Three catalyst layers electrode of URFC

No.

Current
(A)

Current Density (mA·cm^-2)

FC Mode

WE Mode

RTE (%)

Voltage (V)

Power (W)

Time (s)

Output Energy (Joule)

Voltage (V)

Power
(W)

Time (s)

Input Energy (Joule)

0.1

0.6

0.06

289

17.34

2.2

0.602

289

17.3978

99.67

0.2

0.4614

0.092

260

23.92

2.4

1.1

260

57.2

41.82

0.3

0.336

0.1

251

25.1

2.6

1.6

251

120.48

20.83

0.4

0.2133

0.085

192

16.32

2.8

1.8

192

138.24

11.81

0.5

0.0888

0.044

153

6.732

3.2

1.9

153

145.35

4.63