Membrane electrode assembly fabricated with the combination of Pt/C and hollow shell structured-Pt-SiO₂@ZrO₂ sphere for self-humidifying proton exchange membrane fuel cell

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Tổng hợp thành công Pt-HZrO₂ với vỏ rỗng dày 27 nm, có khả năng giữ nước cao hơn SiO₂@ZrO₂ nhờ cấu trúc rỗng và diện tích bề mặt lớn (271 m²/g).

   - Tạo lớp điện cực kép (DCE) bằng cách kết hợp Pt-C và Pt-HZrO₂ với các tỷ lệ khối lượng khác nhau (9:1, 8:2, 7:3), phủ lên màng Nafion.

   - DCE được áp dụng ở cả hai mặt (DCEAC) hoặc chỉ mặt anode (DCEA), cho thấy ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất và hiện tượng ngập nước.

   - Tỷ lệ 8Pt-C/2Pt-HZrO₂ cho hiệu suất tốt nhất, cân bằng giữa phản ứng khử oxy (ORR) và khả năng giữ nước.

   - Tăng lưu lượng khí O₂ đến cathode từ 100 lên 200 cc/phút giúp giảm ngập nước và cải thiện hiệu suất, đặc biệt khi RH thấp (0–40%).

   - Phân tích trở kháng (Nyquist) cho thấy DCEAC có điện trở ohmic và điện trở truyền điện tích thấp hơn DCEA, chứng minh vai trò quan trọng của lớp Pt-HZrO₂ ở cathode.

   - Thử nghiệm độ bền 100 giờ dưới RH 0% cho thấy DCEA ổn định hơn (giảm 6.7%) so với DCEAC (giảm 24.7%), nhưng DCEAC kiểm soát ngập nước tốt hơn.

   - Kết luận: Cần tối ưu tỷ lệ Pt-C/Pt-HZrO₂ và lưu lượng khí để đạt hiệu suất cao và kiểm soát nước hiệu quả trong PEMFC tự làm ẩm.