Inkjet printed multilayer bifunctional electrodes for proton exchange membrane unitized regenerative fuel cells
Notice bibliographique
Résumé
A multilayer arrangement configuration was evaluated for low-loading bifunctional oxygen electrodes (BOEs) for PEM unitized regenerative fuel cells (URFCs). The Pt to IrO x ratio was studied in two distinct multilayer catalyst-coated membrane configurations, i.e., with the IrO x layer near the GDL or the PEM. A novel approach to fabricate the Pt black catalyst layer (CL) was used with a Pt nanoparticle ink printed first and then impregnated with ionomer by inkjet printing a Nafion dispersion. The electrodes were characterized via scanning electrode microscopy, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that the performance of the multilayer electrodes is highly dependent on the position of the CLs in the electrode and that the Pt to IrO x ratio is critical for the successful operation of the electrode when the Pt layer is in contact with the PEM. At high catalyst loadings, the poorly conductive IrOx layer, in contact with the GDL, acted as a barrier for the electrons to reach the Pt layer, increasing the high-frequency impedance of the cell and leading to a second semicircle. The catalyst ratio study showed that, at lower IrOx loadings, the multilayer approach outperforms the mixed catalyst BOEs when the Pt CL is in contact with the PEM reaching a round-trip (RT) efficiency of 51.2% at 500 mA/cm 2 and 43.8% at 1000 mA/cm 2 with a catalyst loading of only 0.56 mg/cm 2 and a 9:1 Pt:IrO x ratio. Once the CLs position and the catalyst ratio are optimized, the electrodes fabricated in this work achieved the highest RT efficiency for a multilayer arrangement and one of the highest by the amount of catalysts of any constant gas BOE reported in the literature. • Low-loading bifunctional electrodes with a multilayer arrangement by inkjet printing. • Extra impedance due to charge transfer in the IrOx layer when on top of the Pt layer. • Comparable performance to mixed catalyst electrodes once catalyst ratio is optimized. • Round-trip efficiency of 51% at 0.5 A/cm 2 with less than 0.7 mg/cm 2 catalyst.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».