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文檔簡介
1、膜電極(MEA)是直接甲醇燃料電池(DMFC)的核心部件。目前，MEA的性能是阻礙DMFC商業(yè)化的瓶頸之一，因此制備高性能MEA對DMFC的研究開發(fā)具有重要意義。 本論文首先建立了一種DMFC電極制備方法-改進的轉壓法。比較了轉壓法和刷涂法制備的電極形貌、電催化劑粒徑、電化學活性表面積、MEA內阻及電池性能；研究了轉壓法制備過程中Nafion聚合物向陰極催化層表面遷移的現(xiàn)象，并提出了可能的機理；考察了陰極催化層表面Nafion聚
2、合物含量對電池性能的影響。 通過雙催化層結構和碳粉引入分別優(yōu)化了陰極的孔結構和憎水性。采用非擔載型Pt黑電催化劑和擔載型20wt.﹪(或40wt.﹪)Pt/C電催化劑制備了雙催化層陰極，利用兩種電催化劑本體性質的不同，形成了雙催化層陰極內憎水性、孔結構和催化劑濃度的梯度分布，有利于氧氣擴散和水的排出，在90℃，2atm氧氣和空氣條件下，最高功率密度分別達到254.8mW/cm2和176mW/cm2。研究了陰極催化層中加入碳粉對電
3、池性能的影響，結果表明加入KetienBlackEC-300J碳粉的陰極性能最優(yōu)，在電池溫度為60℃，空氣自呼吸條件下，Pt黑和Pt黑+10wt.﹪KB陰極的電池最高功率密度分別為19.0和48.9mW/em2。 定量分析了甲醇滲透和水的擴散對空氣自呼吸式DMFC電池性能的影響。研究了影響空氣自呼吸式DMFC壽命的主要因素，并探索了有效的解決途徑。 初步探索了BlackPearls2000碳粉為載體的陰極Pt/C電催化劑
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