固体电解质膜对PEMFC电极动力学的影响

摘要

研究了不同种类的固体电解质膜对质子交换膜燃料电池性能的影响,采用相同组成的气体扩散电极与制作工艺,分别用Nafion 111、Nafion 112、Nafion 1135、Nafion 115、Dow 800固体电解质膜制成MEA,并组装成单电池,用极化曲线法与交流阻抗法研究了单电池的极化行为与电气特性,并用zsimwin软件模拟了电气特性参数。结果表明,随着固体电解质膜变薄,电池内阻变小,但电池开路电压却反而降低,固体电解质膜的厚度较大(如Nafion 115)或较小(如Nafion 111)都会使电极双电层微分电容变小,使电极电化学反应动力学变差,离子交换容量大的电解质膜电导率大,电极电荷传递阻力较小,反应阻抗小。