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最新Nature Energy:槽形電極助力高功率密度燃料電池!
來源: 時間:2023-06-13 16:57:44 瀏覽:2613次

第一作者:ChungHyuk Lee

通訊作者:Jacob S. Spendelow教授

通訊單位:美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室

DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-023-01263-2




研究背景

質子交換膜燃料電池(PEMFCs)是交通運輸行業脫碳的主要候選材料,但其廣泛應用需要提高使用壽命和降低燃料成本。基于此,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室Jacob S. Spendelow教授等人報道了一種溝槽電極,作為一種替代電極結構,通過將用于改善H+傳輸的高離聚物(離子導電粘合劑)含量與用于快速O2傳輸的凹槽耦合,提高了PEMFC的性能和耐久性。




文章要點

1、在標準操作條件下,槽形電極的性能比最先進的傳統電極高出了50%。燃料電池診斷與多物理場模型相結合表明,雖然槽形電極的離聚體含量很高,但它們仍能促進O2的傳輸,從而提高反應速率的均勻性。

2、對比基線電極,槽形電極還提供了更好的耐用性,碳腐蝕后的性能損失更小。機器學習(ML)分析證明了進一步優化下一代PEMFCs槽形結構的潛力,該槽形結構具有更高的性能和耐用性,可以實現更小、更便宜的燃料電池堆和更高的燃油效率。




圖文展示

圖1.槽形電極的概念

圖2. 具有平面和槽形電極的燃料電池性能

圖3.平面和槽形中的運輸阻力(1 μm/3 μm)電極

圖4.平面和槽形電極中的局部反應速率和O2濃度

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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