Textural effect of Pt catalyst layers with different carbon supports on internal oxygen diffusion during oxygen reduction reaction

炭黑 阴极 化学工程 氧气 材料科学 催化作用 碳纤维 传质 电解质 碳纳米管 限制电流 铂金 石墨烯 化学 电化学 电极 纳米技术 复合材料 复合数 有机化学 色谱法 工程类 物理化学 天然橡胶
作者
Wenli Zhang,Zhejie Ma,Xuankai Zhao,Liheng Zhou,Yang Liu,Ping Li
出处
期刊:Frontiers in Chemistry [Frontiers Media]
卷期号:11
标识
DOI:10.3389/fchem.2023.1217565
摘要

One way to address the cost issue of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) is to reduce the amount of platinum used in the cathode catalyst layers (CLs). The oxygen mass transfer resistance of the cathode CLs is the main bottleneck limiting the polarization performance of low Pt-loading membrane electrodes at high current densities. Pt nanoparticles, ionomers, carbon supports, and water in cathode CLs can all affect their oxygen mass transfer resistance. From the perspective of carbon supports, this paper changed the texture of CLs by adding carbon nanotubes (CNTs) or graphene oxide (GO) into carbon black (XC72) and studied its impact on the oxygen mass transfer resistance. A mathematical model was adopted to correlate total mass transfer resistance and internal diffusion efficiency factor with CL structure parameters in order to determine the dominant textural effect of a CL. The results show that adding 30%CNT or 20GO to carbon black of XC72 improved the electrocatalytic performance and mass transfer capability of the composite carbon-supported Pt catalyst layers during oxygen reduction reaction. The study further reveals that the smaller particle-sized carbon material with tiny Pt nanoparticles deposition can minimize the internal oxygen diffusion resistance. A less dense CL structure can reduce the oxygen transfer resistance through the secondary pores. The conclusion obtained can provide guidance for the rational design of optimal cathode CLs of PEMFCs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
2秒前
chelsea发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
YWang发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI2S应助Exk采纳,获得20
9秒前
9秒前
汉堡包应助tomato采纳,获得10
9秒前
hdjienb发布了新的文献求助10
10秒前
一个灵魂的独白完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
慵懒的树完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
hdjienb完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
qq完成签到,获得积分10
17秒前
核桃发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
19秒前
tomato完成签到,获得积分20
19秒前
单薄怜寒完成签到 ,获得积分10
19秒前
烟花应助一个灵魂的独白采纳,获得10
20秒前
科研通AI5应助尊敬的惠采纳,获得10
20秒前
20秒前
liang完成签到 ,获得积分10
24秒前
科研通AI5应助lyj采纳,获得10
25秒前
25秒前
刘呦呦发布了新的文献求助10
25秒前
彭于晏应助功成采纳,获得10
26秒前
魚子应助肖萍花采纳,获得30
27秒前
贪玩老姆完成签到 ,获得积分10
28秒前
Ahhh完成签到 ,获得积分10
29秒前
杰伦完成签到,获得积分10
31秒前
左丘秋尽发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
冰魂应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
高分求助中
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Handbook of Innovations in Political Psychology 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
引进保护装置的分析评价八七年国外进口线路等保护运行情况介绍 300
《続天台宗全書・史伝1 天台大師伝注釈類》 300
Visceral obesity is associated with clinical and inflammatory features of asthma: A prospective cohort study 300
Getting Published in SSCI Journals: 200+ Questions and Answers for Absolute Beginners 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3839942
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3382151
关于积分的说明 10521656
捐赠科研通 3101616
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1708201
邀请新用户注册赠送积分活动 822278
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 773223