纳米复合Li_2SO_4质子传导膜H_2S中温燃料电池(英文)

摘要

开发了一种制备纳米复合Li_2SO_4质子传导电解质和膜电极组装(MEA)的工艺.与传统的丝网涂布工艺不同,新的制备工艺是将阳极、阴极催化剂与纳米复合电解质同时一次压制成MEA.这就使得MEA的设计具有某些结构上的特点,由于膜厚减少和电极与电解质之间的接触良好,可以降低电解质与电极之间的欧姆电阻,提高其机械和导电性能,增加膜的质子传导性以及改善电池的性能.用电子扫描电镜(SEM)和电化学阻抗分析技术对电解质薄膜进行了表征,结果表明,纳米复合材料改善了MEA的总体性能.由于膜的致密性和不透气性,不会发生气体穿透过膜的现象.MEA在H_2S环境中很稳定.电池结构为H_2S,(MoS_2/NiS +Ag+电解质量+淀粉) /Li_2SO_4+Al_2O_3/(NiO+Ag+电解质量+淀粉),空气、MEA厚为0.8mm、电解质组成为65% Li_2SO_4+35% Al_2O_3的单电池在680℃时产生最大功率密度为130mW/cm^2,相应的电流密度为200mW/cm^2.