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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 为什么PEMFC的MEA性能这么差呢？
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RON9613

金虫 (小有名气)

[求助] 为什么PEMFC的MEA性能这么差呢？

PEM用的事Nafion-117，阴阳极用的都是憎水处理多的碳纸。电极面积为2.2cm*2.2cm。阴极催化剂为6%PTFE 、20%Pt/C、乙醇和水的混合物，阳极催化剂为5%的Nafion液、20%Pt/C、乙醇和水的混合物。阴阳极Pt/C载量为1.5mg/cm2。热压条件为135℃、160s、0.2MPa。MEA的开路电压最高位0.87V左右，但是电压随着电流密度增加下降的很快，因此功率密度很低。现在不知道问题出哪里，想请各位指教一下哈！

Power Density.jpg



Voltage.jpg
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hq
1楼 2013-04-10 19:44:18
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RON9613

金虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by david404 at 2013-04-12 08:33:17
建议你用211的膜试试，不用处理，直接使用，用水和酸处理以后，效果反而更差。阴极用Nafion溶液，不要用PTFE.

其实我主要不是做催化剂层，我研究的是复合质子交换膜，不是全氟磺酸材料，而是添加了固体酸，现在做这个系列的实验其实主要是相熟悉MEA的制备，只要制备出来的Nafion膜的MEA性能过的去就可以，所以主要还是想再催化剂层方面改进，阴极今天我听了版主的建议用了Nafion液，开路电压确实是上去了，但是功率密度依然很低，最大也只有30mW/cm2，不知道是不是我做的催化剂层没有分散均匀
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hq
10楼2013-04-12 13:39:19
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sehensie

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
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RON9613: 金币+2, ★有帮助 2013-04-11 08:45:11
从你的曲线来看极化电阻和欧姆电阻偏大，极化电阻建议从催化剂自身活性和涂敷的均匀程度找原因，欧姆电阻建议从MEA压制的操作条件，如压紧力、力分布的均匀性以及碳纸的电导以及膜是否采用适合方式处理找原因。
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2楼2013-04-10 20:53:33
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chgyhit

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
RON9613: 金币+2 2013-04-11 09:10:56
阴极用6%的PTFE？你是写错了还是这么做的。而且，燃料电池的电极要在碳纸上负载一层微孔层，然后再做催化层效果比较好。
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3楼2013-04-10 21:53:13
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RON9613

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by sehensie at 2013-04-10 20:53:33
从你的曲线来看极化电阻和欧姆电阻偏大，极化电阻建议从催化剂自身活性和涂敷的均匀程度找原因，欧姆电阻建议从MEA压制的操作条件，如压紧力、力分布的均匀性以及碳纸的电导以及膜是否采用适合方式处理找原因。

催化剂用的是标准的20%Pt/C电极，不过以前用过10%的Nafion液，性能会好一点，但是催化剂涂覆的均匀程度应该怎么判断呢？拿去做扫描吗？膜处理是这样的：3%的双氧水煮沸1h，在蒸馏水煮沸1h。至于热压的均匀性又该怎么去判断呢，每次热压完成后感觉MEA都有一定程度的弯曲，每次热压机热压完成后我都是取出来，夹在两块玻璃片之间冷却，这是为了防止此时膜温度过高暴露在空气中易变性，但最后多少都会有一点。呵呵 我自己都晕了
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hq
4楼2013-04-11 08:58:14
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