Microstructure formation mechanism of catalyst layer and its effect on fuel cell performance: Effect of dispersion medium composition

微观结构 色散(光学) 化学工程 催化作用 材料科学 作文(语言) 图层(电子) 机制(生物学) 复合材料 化学 纳米技术 有机化学 工程类 光学 哲学 物理 语言学 认识论
作者
Hongliang Ren,Xiangchao Meng,Yongli Lin,Zhigang Shao
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:73: 588-598 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.06.034
摘要

The solvent composition affects the resulting CL microstructure and electrochemical properties through the catalyst ink characteristics and ink drying process, leading to variations in cell performance. The design of the catalyst layer (CL) offers a feasible way to realize the commercialization of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). An in-depth understanding of catalyst inks is critical to achieving the optimal CL structure and cell performance. In this work, the effects of the solvent evaporation process during ink drying on the formation of the CL microstructure are particularly considered to reveal the structure–property correlations among the catalyst ink, drying process, CL microstructure and fuel cell performance. An increase in the alcohol content of the catalyst ink increases the amount of free ionomers while allowing the ionomer backbone to be more stretched in the dispersion medium. The higher alcohol content contributes to rapid solvent evaporation and thus inhibits the formation of coffee rings; as a result, a more developed ionomer network with a denser pore structure is obtained. Therefore, the alcohol-rich electrode exhibits better proton conduction capability, but higher oxygen transport resistance. For complex fuel cell operating conditions, a catalyst ink formulation with 50 wt% alcohol content is preferred due to its proper ionomer and pore size distribution, providing satisfactory fuel cell performance.
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
睽阔完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
Ava应助孤星望夜采纳,获得10
1秒前
ywang发布了新的文献求助10
1秒前
Akim应助Sissi采纳,获得30
2秒前
2秒前
沉静小蚂蚁完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
研友_nEWRJ8完成签到,获得积分10
2秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
研友_VZG7GZ应助5U采纳,获得10
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
研友_VZG7GZ应助ZZQ采纳,获得10
3秒前
3秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
一叶孤舟发布了新的文献求助30
4秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
zhh完成签到,获得积分10
4秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6521006
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314078
关于积分的说明 17784237
捐赠科研通 5623133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927524
邀请新用户注册赠送积分活动 1904249
关于科研通互助平台的介绍 1764486