❖ 第一作者: Congfan Zhao, Shanghai Jiao Tong University, China
❖ 通讯作者: Xiaohui Yan, Shanghai Jiao Tong University, China
Junliang Zhang, Shanghai Jiao Tong University, China
❖ 作者邮箱: yanxiaohui@sjtu.edu.cn
junliang.zhang@sjtu.edu.cn
摘要
催化剂利用率是质子交换膜燃料电池性能的重要决定因素，提高催化剂利用率是降低 PEMFC 中催化剂负载的最关键方法之一。利用基于变分辨率四重奏结构生成集 （QSGS） 算法的四相随机重构方法阐明了电极制备的不同参数，包括孔隙率、碳团聚物的分散度、离聚物含量和碳载体尺寸对催化剂层中催化剂利用率的影响。研究发现，CLs 中存在孔隙率、碳团聚物的分散度、离聚物含量和碳载体尺寸的最优值，任何与这些最优值的偏差都会导致 CLs 内电子、质子和质量的输运问题。同时考虑电子、质子和质量输运，本研究的 48 例中最优 Pt 利用率为 46.55%， 取碳载体直径为 40 nm，孔隙率为 0.4，团聚体空间密度为 25 μm3 和 I/C 为 0.7。对于常规电极制备，孔隙率、超声分散技术和离聚物含量的选择需要在质量、电子和质子传输上做出妥协，导致 CL 中的催化剂利用率几乎不超过 50%。因此，需要下一代催化剂层设计和制备技术。
详情可点击下方“阅读原文”
