武汉理工大学Li, Shang：两种加速应力试验下PEMFCs气体扩散层碳腐蚀特性的比较研究
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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International Journal of Electrochemical Science
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Comparative study on carbon corrosion characteristics of gas diffusion layer in PEMFCs under two accelerated stress tests
Zhang X.; Li S.; Huang P.; Meng C.; Tian J.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.ijoes.2024.100581
研究背景
随着氢燃料电池技术的发展，人们对其在解决环境问题和能源危机中的潜力产生了浓厚兴趣。然而，作为质子交换膜燃料电池的关键组件之一，气体扩散层（GDL）的耐久性直接影响着燃料电池的整体寿命。碳腐蚀是影响GDL耐久性的关键因素，它破坏了GDL的孔结构，降低了其疏水性，从而影响了燃料电池的内部水管理。目前，虽然有许多用于研究碳腐蚀的加速应力测试（AST）方法，但缺乏综合比较和分析GDL腐蚀的指标。
研究内容
这项研究发表在《国际电化学科学杂志》上，题为《比较研究PEMFCs中气体扩散层碳腐蚀特性的两种加速应力测试》。研究采用了两种AST方法，即在1.4 V（vs. RHE）恒定电位下进行的稳态耐久性测试和1-1.5 V（vs. RHE）电压三角波动态测试，评估了阴极GDL的耐久性。结果显示，在进行了6000个三角波AST周期后，GDL的孔体积和疏水性变化速率比进行了24小时的恒定电位AST后更快。通过比较GDL的氧传质阻力变化率和质量传递阻抗（R<sub>mt</sub>）的变化率，发现在相同腐蚀程度下，三角波AST的腐蚀速率比恒定电位AST高出6.75倍。
研究意义
这项研究的创新之处在于比较了两种AST方法对GDL腐蚀的影响，为燃料电池领域提供了重要的参考和指导。通过深入了解气体扩散层的碳腐蚀特性，我们可以更好地设计和改进燃料电池的关键组件，从而提高燃料电池的效率和寿命。这对于推动清洁能源技术的发展具有重要意义。
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