Factors influencing electrochemical properties and performance of hydrocarbon based ionomer PEMFC catalyst layers
Notice bibliographique
Résumé
This work investigated the properties of catalyst layers for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) that contained sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK). A series of SPEEK polymers were prepared with varying ion exchange capacity (IEC) to test their oxygen mass transport properties, electrochemical kinetic parameters, proton conductivity, and water sorption characteristics. A simple method to fabricate catalyst layers containing SPEEK and polytetrafluoroethylene (PTFE) was developed. Catalyst layers were analyzed using scanning electron microscopy (SEM), mercury porosimetry and contact angle determination. Electrochemical characterization in an operating fuel cell was performed using current-potential polarization, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. Electrochemical oxygen reduction in SPEEK membranes was examined in a solid-state electrochemical cell, which allowed determination of oxygen mass transport properties and kinetic parameters. The oxygen diffusion coefficient and permeability was found to increase with increasing ion exchange capacity (IEC), while the solubility of oxygen correspondingly decreased, these trends are due to an increase in water content with increasing IEC. In comparison to perfluorinated electrolytes, such as Nafion®, SPEEK exhibited a lower permeability of oxygen due to a considerably lower solubility of oxygen.A decrease in fuel cell performance was observed when SPEEK was employed in the cathode catalyst layer as the proton conducting medium. The fuel cell current density showed a strong dependence on the method of fabrication of the catalyst layer and the content of SPEEK. Compared to Nafion®-based catalyst layers, SPEEK catalyst layers were found to suffer from low electrochemically active surface area (ESA) and low ionic conductivity. The weight content of SPEEK electrolyte was found to strongly influence the mass transport limited current density.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 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 ».