燃料电池电堆2000h耐久性测试前后的催化层分析

摘要

耐久性差是制约质子交换膜燃料电池（PEMFC）商业化的主要因素。文章模拟实际道路工况，对燃料电池堆进行了2000h的耐久性测试，分析了第二片膜电极性能的衰退情况；利用SEM，TEM，原子吸收光谱（AAS），循环伏安（CV）等对第二片膜电极耐久性测试前后催化层及催化剂进行了表征。结果表明，经过2000小时的耐久性测试，第二片电池在800mA/cm2时的电压下降了23%，电压衰减率达到了35.5μV/h，来自于催化剂的性能衰减主要是由于Pt/C催化剂的流失、团聚、颗粒度变大；导致其电化学比表面积减少造成的，Pt的总流失量达到了40.6%。阴极Pt的电化学比表面积下降了45.5%，阳极Pt的电化学比表面积下降了23.3%，阴极变化比阳极严重。催化层和催化剂的不稳定是导致PEMFC性能衰减、耐久性差的重要原因。