PEM燃料电池的自增湿膜电极制备及其性能分析

摘要：

用溶胶-凝胶法制备出了超亲水性的SiO2凝胶, 经过双氧水灼烧、酸化与干燥后, 与Nafion聚合物混合喷涂在电极与固体电解质之间, 制作出了一种新型的自增湿膜电极. 用IR, BET和XRD表征了SiO2的亲水性、比表面积和晶体结构, 用SEM, EDS表征了电极表面形貌和元素分布, 用极化放电法和交流阻抗法分析了自增湿膜电极在外增湿与自增湿方式下发电的性能. 实验结果表明, SiO2粉末表面具有很强亲水能力, 介于催化层与质子交换膜界面上的SiO2颗粒改善了电化学三维反应区, 增加了电极反应区稳定性, 极大地增强了电池阴极电化学产物水的反扩散作用, 实现了无需外加湿的自增湿操作. 在0.2MPa, 70℃及干反应气体条件下, 单电池的最高功率密度可达到1.5 W/cm2.

关键词：燃料电池、质子交换膜、水管理、自增湿、硅凝胶

所属期刊栏目：33

分类号：TM91

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划G2000026410;国家高技术研究发展计划863计划2001AA515080

在线出版日期：2004-01-02（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：132-138