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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
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lhg654

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
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RON9613: 金币+3 2013-04-12 13:42:07
这是实验室一直在做的方向吗?方法也是一直延续下来的吗?是H-O燃料电池吗?还是直接甲醇的?
如果是氢氧的话,那性能就很差了!
在催化层中添加PTFE可能不是一个很好的注意!
从你的I-V曲线来看,在电化学极化区,电池的电压下降很快,可以说明电极的三相界面做的不好,这个可以从调整Nafion与Pt/C的比例着手改善;
在欧姆极化区的电压也下降很快(你可以看看别人的文章),这个可能是由于各部件的接触不好,或者是你的制备工艺不行所造成的。
再一个,你的Nafion膜处理的方式不对,从你的开路电压可以看得出。正确的是:先要在双氧水中煮一个小时(去掉有机物),清洗后,再要在稀硫酸中煮一个小时(让Nafion膜充分质子化,很有可能是你的Nafion被重金属离子污染,导致电池性能下降过快)
总之,这个性能很差,如果刚开始做的话,还有很多因素还需摸索!加油!
MultilayerThinFilms
9楼2013-04-12 09:40:20
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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。
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。
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
hq
4楼2013-04-11 08:58:14
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