Wettability of Nafion and Nafion/Vulcan Carbon Composite Films
Notice bibliographique
Résumé
The wettability of the Pt/carbon/Nafion catalyst layer in proton exchange membrane fuel cells is critical to their performance and durability, especially the cathode, as water is needed for the transport of protons to the active sites and is also involved in deleterious Pt nanoparticle dissolution and carbon corrosion. Therefore, the focus of this work has been on the first-time use of the water droplet impacting method to determine the wettability of 100% Nafion films, as a benchmark, and then of Vulcan carbon (VC)/Nafion composite films, both deposited by spin-coating in the Pt-free state. Pure Nafion films, shown by SEM analysis to have a nanochanneled structure, are initially hydrophobic but become hydrophilic as the water droplet spreads, likely due to reorientation of the sulfonic acid groups toward water. The wettability of VC/Nafion composite films depends significantly on the VC/Nafion mass ratios, even though Nafion is believed to be preferentially oriented (sulfonate groups toward VC) in all cases. At low VC contents, a significant water droplet contact angle hysteresis is seen, similar to pure Nafion films, while at higher VC contents (>30%), the films become hydrophobic, also exhibiting superhydrophobicity, with surface roughness playing a significant role. At >80% VC, the surfaces become wettable again as there is insufficient Nafion loading present to fully cover the carbon surface, allowing the calculation of the Nafion:carbon ratio required for a full coverage of carbon by Nafion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».