【摘 要】
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研究了以乙烷作为燃料、掺杂了H_3PO_4 的聚苯并咪唑(PBD材料作为质子传导膜、Pt/C作为电极催化剂构成的燃料电池电化学性能.采用溶液铸造法制备了PBI/H_3PO_4 质子传导膜,考
【机 构】
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华南理工大学化学与化工学院,阿伯塔大学材料工程与化学工程系
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研究了以乙烷作为燃料、掺杂了H_3PO_4 的聚苯并咪唑(PBD材料作为质子传导膜、Pt/C作为电极催化剂构成的燃料电池电化学性能.采用溶液铸造法制备了PBI/H_3PO_4 质子传导膜,考察了在PBI膜中H_3PO_4 的掺杂量与时间的关系及乙烷气体在增湿和不增湿条件下PBI/H_3PO_4 燃料电池的电化学性能;探讨了电池的反应机理及不同操作温度对电池性能的影响.结果表明,PBI膜H_3PO_4 适宜的掺杂时间为8 h,电解质中掺杂600mol%H_3PO_4;乙烷气体增湿后,电池性能变好;操作温度提高,电化学反应速率加快,电池的输出电流与功率密度增加.结构为C_2H_6,(Pt/C阳极)/PBI/H_3PO_4 膜/(Pt/C阴极),O_2的单电池,在200℃和0.1 Mpa、乙烷气体的湿度从0增加到0.02kg H_2O/kg乙烷时.电池的最大输出电流密度从1.5 mA·cm~(-2)增加到34 mA·cm~(-2),最大功率密度从0.33mW·cm~(-2)增加到5.5 mW·cm~(-2).
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