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质子交换膜燃料电池电压损耗

【作者】赵阳 王树博 李微微 谢晓峰

【关键词】 质子交换膜燃料电池 电压损耗 活化极化 ohm极化 浓差极化

摘要质子交换膜燃料电池电压损耗的定量分析,对于寻求膜电极性能的提升空间具有重要的参考意义。该文以实验室自制的膜电极为研究对象,对其内部损耗、ohm极化、活化极化以及浓差极化依次进行了实验分析。结果表明:在阴极铂载量为0.2 mg/cm^2的膜电极中,活化极化在整体电压损耗中所占比例最高,这一现象在低温下愈发明显;ohm极化的占比最小,电流密度为1550 mA/cm^2时,其最大值约为0.09 V;浓差极化在低电流密度区域的影响较小,在大电流密度区域以指数形式增长。经过对浓差极化的分析发现,40%~44%的氧气扩散阻力主要来源于气体扩散层内的分子扩散阻力,43%~50%的氧气扩散阻力主要来源于氧气穿过离聚物层到达铂表面的阻力。

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