高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极

摘要：

高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置.本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能.在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构.通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的三相反应界面.测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22％.与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m3的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82.1％和71.4％,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性.

关键词：氢气催化氧化、磷酸燃料电池、气体扩散电极、耐毒性、聚苯基咪唑膜

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分类号：O646.2(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金21673221,21433003,U1601211;吉林省科技发展计划20170203003SF;科学院重点部署项目KFZD-SW-412

在线出版日期：2019-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1085-1090