Influencia del diseño de los canales de flujo en el rendimiento de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC)

Las pilas de combustible se presentan hoy día como una de las alternativas de generación de energía limpia más adecuadas. En este proyecto de tesis se presenta una visión global de lo que son, de cómo funcionan y de cuáles son las leyes que rigen este funcionamiento, centrándose en las denominadas pilas de combustible de tipo PEM. Además de describir el modelo matemático utilizado para la simulación numérica, también se presenta un procedimiento optimizado para la simulación de prototipos de pila de combustible de tipo PEM. Se incluye una recopilación de los resultados más importantes de los estudios realizados en los últimos años relacionados con la influencia de los diferentes parámetros geométricos de los canales de flujo en el rendimiento global de una pila de combustible de tipo PEM. Esta revisión se ha utilizado como base para un nuevo estudio: Análisis de la influencia de la configuración de la sección transversal del canal de flujo en el funcionamiento de una pila de combustible de tipo PEM con canales de flujo de tipo serpentín. Finalmente, se realiza una propuesta de nueva geometría de canales de flujo que proporcione un rendimiento global óptimo al sistema a través de de la homogeneización de las condiciones de operación a lo largo de toda la superficie reactiva de la pila.

A novel method for preparing PEMFC catalytic layers

A novel PEMFC catalytic layer was fabricated by a Nafion-pyrolyzed method, which demonstrated a high performance with a maximum power density of 0.82 W/cm(2) on an electrode prepared by this method. The effects of the heat-treatment temperature and Nation content in the catalyst layer on performance were studied.

PEMFC催化剂的研究:自制Pt/C电催化剂的性质

研究了一种用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的自制Pt/C电催化剂(标记为THYT-1)的物理化学和电化学性质.将THYT-1电催化剂与E-TEK公司的同类电催化剂的组成、形态及电催化性能进行了比较.单电池测试结果显示,THYT-1的电催化性能优于E-TEK电催化剂.CV测试结果表明CO在这两种电催化剂上的电氧化性能相近;TEM分析表明两种催化剂上Pt晶粒在炭载体上呈均匀分布,平均粒径均为2～3nm;XPS和XRD测试结果表明两种催化剂中Pt主要以金属态存在.这些数据表明THYT-1催化剂的物理化学性质与E-TEK公司的相类似.

PEMFC催化剂的研究:自制抗CO中毒Pt-Ru/C电催化剂的性质

用胶体法制备了抗CO中毒PEMFC阳极Pt Ru/C电催化剂 (标记为THYT 2 ),对比研究了THYT 2与JohnsonMatthey(JM)公司同类品牌Pt Ru/C催化剂的电化学及其它物理化学性能 .结果表明 ,THYT 2电催化剂在甲醇燃料电池和CO/H2(ΦCO=1× 10 -4)的氢氧燃料电池中的电催化行为与JM催化剂相当,但THYT 2在低浓度CO氢气燃料中的电池性能更好 .两种催化剂的其它物理化学性质具有类似性 :XPS分析结果表明THYT 2和JM催化剂中都有三种不同价态的Pt存在 :即金属态Pt(0 )、氧化态Pt(II)和Pt(IV) .HRTEM测试结果表明两种催化剂的粒径处在 2～3nm左右 ,这可能是它们拥有良好电化学性能的主要原因之一 .本文还对催化剂中Pt与Ru组分的分布和相互作用进行了讨论 ,提出了改进Pt Ru/C电催化剂的思路

活性炭载体对PEMFC中Pt/C电催化剂性能的影响

电催化剂作为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)中的关键材料,它的活性和稳定性直接影响电池的性能。其中作为载体的活性炭又是决定催化剂性能的重要因素之一。载体的选择必须考虑以下几点:(1)价格低;(2)不与工作环境中的介质反应;(3)容易制成胶态粒子;(4)导电性好;(5)有利于制成高分散度的催化剂。我们集中研究并比较了Vulcan XC-

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)薄电极的制备

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)由于具有能量转换效率高、无噪声、无污染、灵活性大等特点及其广阔的应用前景,现已成为国际性的研究热点之一。然而,PEMFC的实际应用还存在许多问题,其中一个重要问题是电极中所采用的催化剂绝大多数为金属铂。由于铂的价格昂贵,资源有限,故使PEMFC的成本居高不下。为了减少电极的铂载量、提高铂的利用效率,人们先后发展了涂膏法(Pasting)、浇铸法(Cast-