当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

基于微观格点模型模拟PEMFC定向结构催化层

发布时间:2018-08-27 08:42
【摘要】:用微观格点模型对质子交换膜燃料电池(PEMFC)定向结构阴极性能进行了模拟,并与随机结构电极进行了对比,研究了催化剂利用率及电池性能的变化.计算了催化层内的传递和电化学反应,研究了质子、氧气及电化学反应速率在电极厚度方向上的分布,并且通过对比氧气浓度、离子电势和电化学反应速率的分布,证明了Pt/C颗粒在电极厚度方向上定向排布有利于提高电池性能.另外,研究了电极厚度对定向结构电极性能的影响,发现与随机结构电极不同,定向结构电极厚度越小,高电流密度下电极性能越好.
[Abstract]:The performance of (PEMFC) directional cathode of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was simulated by microcosmic lattice model and compared with that of random structure electrode. The change of catalyst utilization and cell performance was studied. The distribution of proton, oxygen and electrochemical reaction rate in the electrode thickness direction was studied, and the distributions of oxygen concentration, ionic potential and electrochemical reaction rate were compared. It is proved that the directional placement of Pt/C particles in the direction of electrode thickness is beneficial to improve the performance of the battery. In addition, the effect of electrode thickness on the performance of directional structure electrode is studied. It is found that the smaller the thickness of directional structure electrode is, the better the electrode performance is at high current density, which is different from that of random structure electrode.
【作者单位】: 吉林农业大学生命科学学院;天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(20606025) 吉林农业大学科研启动基金(201409) 长春市科技局(2013173)资助项目~~
【分类号】:O643.36;TM911.4

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 高启君;王宇新;许莉;卫国强;王志涛;;SPEEK/PES-C、SPEEK/SPES-C共混质子交换膜研究[J];高分子学报;2009年01期

2 杜春雨;史鹏飞;尹鸽平;;质子交换膜燃料电池阴极有序催化层数学模拟[J];哈尔滨工业大学学报;2007年10期

3 陈秋香;张洁婧;王宇新;;考虑催化层中气液态水影响的PEMFC微观模型[J];物理化学学报;2013年03期

【共引文献】

相关期刊论文 前6条

1 肖带丽;;无氟质子交换膜的研究和进展[J];广东化工;2010年07期

2 高启君;王宇新;吕晓龙;;DMFCs用磺化聚醚醚酮/功能化二氧化硅复合质子交换膜[J];高分子学报;2012年06期

3 高连勋;;SULFONATED POLYIMIDES CONTAINING PYRIDINE GROUPS AS PROTON EXCHANGE MEMBRANE MATERIALS[J];Chinese Journal of Polymer Science;2011年05期

4 赵春霞;何达;岳杰;李辉;李云涛;;磺化聚醚醚酮/含硅二胺交联结构质子交换膜的制备与性能研究[J];高分子学报;2015年01期

5 徐艺;韩高亮;常冠军;胡红菊;徐真;苗鲁滨;张林;;聚芳醚酮化学改性研究进展[J];化学推进剂与高分子材料;2011年02期

6 张洁婧;王宇新;许莉;;基于新球型微观结构模型模拟PEMFC催化层[J];物理化学学报;2015年03期

相关会议论文 前1条

1 张胜刚;郭琰辉;林形形;王建黎;计建炳;;磺化聚醚醚酮/聚芳醚酮-苯并咪唑复合质子交换膜的制备与性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 毕慧平;燃料电池用质子交换膜制备与性能研究[D];南京理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 杜立广;SPPESK及其复合质子交换膜的制备与性能研究[D];大连理工大学;2011年

2 胡坚强;基于乙烯基加成型聚降冰片烯衍生物质子交换膜的制备及性能[D];南昌大学;2011年

3 刘淑芳;基于功能化聚降冰片烯的质子交换膜的制备与性能[D];南昌大学;2011年

4 贾宝珠;酚酞聚芳醚酮(砜)的改性研究[D];长春工业大学;2011年

5 高智琳;新型磺化聚醚砜类质子交换膜的制备和性能研究[D];南京理工大学;2010年

6 孟祥杰;纳米TiO_2表面化学修饰及其Nafion~(?)复合膜的制备与性能研究[D];北京化工大学;2010年

7 李花;离子交换—电还原法制备质子交换膜燃料电池催化电极的研究[D];重庆大学;2010年

8 舒氧;醋酸纤维素/层状双金属氢氧化物(LDHs)共混膜的制备与表征[D];武汉科技大学;2012年

9 王盼;PEM水电解研究[D];天津大学;2013年

10 陈秋香;聚合物膜燃料电池催化层微观模拟研究[D];天津大学;2013年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 高启君;王宇新;许莉;卫国强;王志涛;;SPEEK/PES-C、SPEEK/SPES-C共混质子交换膜研究[J];高分子学报;2009年01期

2 杜春雨,史鹏飞;质子交换膜燃料电池阴极催化剂的位置效应[J];高校化学工程学报;2004年04期

3 马建新,衣宝廉,俞红梅,侯中军,张华民;PEMFC膜电极组件(MEA)制备方法的评述[J];化学进展;2004年05期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 任远;曹广益;朱新坚;;Particle Swarm Optimization based predictive control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)[J];Journal of Zhejiang University Science A(Science in Engineering);2006年03期

2 杨代军;马建新;邬敏忠;徐麟;;城市大气污染物对PEMFC性能的影响[J];环境科学与技术;2006年04期

3 郝建新;高现文;高鹤明;;基于COMSOL Multiphysics的PEMFC的数值模拟[J];化学工业与工程;2008年05期

4 黄乃宝;梁成浩;郭华;;抛光液对304钢在模拟PEMFC阳极环境中电化学行为的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2009年02期

5 卢明;徐晔;郭涛;刘渊;;人防地下工程PEMFC电站储氢方案的选择[J];低温与特气;2010年03期

6 ;Dynamic modeling and simulation test of a 60 kW PEMFC generation system[J];Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering);2011年06期

7 黎润东;宋珂;章桐;;键合图理论在PEMFC建模的应用[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2011年04期

8 ;Experimental and numerical studies of micro PEM fuel cell[J];Acta Mechanica Sinica;2011年05期

9 李艳昆;陈维荣;程站立;游志宇;;基于PEMFC分布式发电系统的动态特性分析[J];可再生能源;2011年05期

10 ;Influence of PTFE on Electrode Structure for Performance of PEMFC and 10-Cells Stack[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2012年06期

相关会议论文 前10条

1 ;Hydrogen supply system for a 200 watt PEMFC[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

2 ;The current progress of PEMFC cold start models[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

3 ;Recycling of key materials of membrane electrode assembly for PEMFC by acid oxidation method[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

4 ;Progress of Guangdong 300KW PEMFC power station[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

5 ;Effect of Driving Cycle on the performance of PEMFC and microstructure of membrane electrode assembly[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

6 ;Carbon cloth based on PAN carbon fiber practicability for PEMFC applications[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

7 ;Experiment of gravity effect on PEMFC[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

8 ;Rapid Prototyping Bipolar Plate of PEMFC by Gelcasting[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年

9 ;Rapid Prototyping Bipolar Plate of PEMFC by Gelcasting[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年

10 ;In-situ production of CO-free hydrogen for PEMFC application by methane catalytic decomposition integrated with Pd membrane hydrogen separation[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

相关重要报纸文章 前2条

1 中国科学院长春应用化学研究所陆天虹;燃料电池汽车商业化前景看好[N];中国化工报;2002年

2 董释伦;氢离子交换膜燃料电池前景看好[N];解放日报;2001年

相关博士学位论文 前10条

1 王红星;PEMFC流场与电池性能的模拟研究[D];天津大学;2005年

2 张洁婧;PEMFC电极微观结构模拟[D];天津大学;2012年

3 彭飞;基于PEMFC的现代有轨电车混合动力系统关键技术研究[D];西南交通大学;2014年

4 任远;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的智能建模优化与控制研究[D];上海交通大学;2008年

5 邵玉艳;PEMFC铂/碳纳米管催化剂稳定性和电极制备新方法[D];哈尔滨工业大学;2006年

6 卫国爱;车用PEMFC空气供给系统建模及控制策略研究[D];武汉理工大学;2010年

7 陈昀;储氢合金代铂作为PEMFC和AFC阳极催化材料的电化学过程与电催化特性研究[D];浙江大学;2002年

8 刘宗浩;用于PEMFC的石墨/聚合物复合材料双极板研究[D];天津大学;2005年

9 骆兵;凝胶注模工艺研究及其在制备PEMFC双极板中的应用[D];南京理工大学;2007年

10 王乐萍;基于PEMFC的温差能驱动水下滑翔器能源系统研究[D];天津大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈冬浩;自增湿空冷型PEMFC特性的实验分析[D];西南交通大学;2015年

2 赵巍;系统建模与仿真在PEMFC中的应用研究[D];山东大学;2005年

3 张志明;PEMFC系统的建模及其仿真研究[D];上海海事大学;2006年

4 汪小姗;PEMFC最大功率跟踪研究[D];西南交通大学;2012年

5 张旭;基于分数阶微积分的PEMFC建模与控制方法研究[D];南京理工大学;2013年

6 古云蛟;7KW级PEMFC电力变换及控制系统设计[D];上海交通大学;2013年

7 彭峗;空冷自增湿PEMFC电源系统关键技术研究[D];西南交通大学;2014年

8 吴魁;用于微型热电联产的高温PEMFC性能研究[D];华南理工大学;2013年

9 揭伟平;PEMFC堆电效率与PEMFC-温差热机电热联供的实验研究[D];天津大学;2007年

10 李艳;城市天然气制取PEMFC用氢系统的设计[D];华中科技大学;2005年



本文编号:2206716

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2206716.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户48214***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com