Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Компьютерное моделирование активного слоя катода топливного элемента с полимерным электролитом: Учет процесса диффузии кислорода в зернах подложки

Полный текст:

Аннотация

Проведено полное компьютерное моделирование активного слоя катода топливного элемента с полимерным электролитом. Моделировалась не только транспортная структура активного слоя, позволяющая доставлять электроны, протоны и молекулы кислорода для совершения электрохимического процесса восстановления кислорода в любом сечении активного слоя, но также моделировалась и структура зерен подложки (агломераты углеродных частиц, на поверхность которых нанесена платина). Рассчитаны поляризационные кривые активного слоя с учетом омических и диффузионных ограничений (подача протонов и кислорода), которые неизбежно возникают в зернах подложки. Изучено два состояния зерен подложки: их поры полностью свободны от воды и поры полностью затоплены водой. Продемонстрировано, что затопление пор зерен подложки способно привести к резкому снижению величин габаритных токов.

Об авторах

Ю. Г. Чирков
Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Россия


В. И. Ростокин
Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ)
Россия


Список литературы

1. PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers: fundamentals and applications / Ed. Zhang J. Springer Verlag London Limited, 2008. 1137 p.

2. Xie J., Wood I. D.L., Wayne D.M., Zawodzinski T.A., Atanassov P., Borup R.L. // J. Electrochem. Soc. 2005. V. 152. P. A104.

3. Mukherjee P.P., Wang C.Y. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. P. A840.

4. Rong F., Huang C., Liu Z.OS., Song D., Wang Q. // J. Power Sources. 2008. V. 175. P. 699.

5. Rong F., Huang C., Liu Z.OS., Song D., Wang Q. // J. Power Sources. 2008. V. 175. P. 712.

6. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. // Электрохимия. 2012. Т.48. С.1192. [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I.// Russ. J. Electrochem. 2012. V.48. P.1086].

7. Тарасевич Ю.Ю. Перколяция: теория, приложения, алгоритмы. М.: Эдиториал УРСС, 2001, 144 с.

8. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. // Электрохимия, 2014. V.50. №9 (статья в печати).

9. Damjanovic A., Genshaw M.A., Bockris J.O.'M. // J. Phys. Chem. 1966. V. 45. P. 4057.

10. Sepa D.B., Vojnovic V., Damjanovic A. // Electrochim. Acta. 1981. V. 26. P. 781.

11. Parthasarathy A., Srinivasan S., Appleby J. //

12. PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers: fun-damentals and applications / Ed. Zhang J. Springer- Verlag London Limited, 2008. 1137 p.

13. Xie J., Wood I. D.L., Wayne D.M., Zawodzinski T.A., Atanassov P., Borup R.L. // J. Electrochem. Soc. 2005. V. 152. P. A104.

14. Mukherjee P.P., Wang C.Y. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. P. A840.

15. Rong F., Huang C., Liu Z.OS., Song D., Wang Q. // J. Power Sources. 2008. V. 175. P. 699.

16. Rong F., Huang C., Liu Z.OS., Song D., Wang Q. // J. Power Sources. 2008. V. 175. P. 712.

17. Cirkov Û.G., Rostokin V.I. // Èlektrohimiâ. 2012. T.48. S.1192. [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I.// Russ. J. Electrochem. 2012. V.48. P.1086].

18. Tarasevic Û.Û. Perkolâciâ: teoriâ, prilozeniâ, algoritmy. M.: Éditorial URSS, 2001, 144 s.

19. Cirkov Û.G., Rostokin V.I. // Èlektrohimiâ, 2014. V.50. #9 (statâ v pecati).

20. Damjanovic A., Genshaw M.A., Bockris J.O.'M. // J. Phys. Chem. 1966. V. 45. P. 4057.

21. Sepa D.B., Vojnovic V., Damjanovic A. // Electrochim. Acta. 1981. V. 26. P. 781.

22. Parthasarathy A., Srinivasan S., Appleby J. // Electrochem. Soc. 1992. V. 139. P. 2530.

23. Antoine O., Bultel Y., Durand R. // J. Electroanalyt. Chem. 2001. V. 499. P. 85.

24. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. // Электрохимия. 2006. Т.42. С.806 [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. // Russ. J. Electrochem. 2006. V. 42. P. 722]

25. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. // Электрохимия. 2006. Т.42. С.799 [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. // Russ. J. Electrochem. 2006. V. 42. P. 715] Electrochem. Soc. 1992. V. 139. P. 2530.

26. Antoine O., Bultel Y., Durand R. // J. Electroanalyt. Chem. 2001. V. 499. P. 85.

27. Cirkov Û.G., Rostokin V.I. // Èlektrohimiâ. 2006. T.42. S.806 [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. // Russ. J. Electrochem. 2006. V. 42. P. 722]

28. Cirkov Û.G., Rostokin V.I. // Èlektrohimiâ. 2006. T.42. S.799 [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. // Russ. J. Electrochem. 2006. V. 42. P. 715]


Для цитирования:


Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. Компьютерное моделирование активного слоя катода топливного элемента с полимерным электролитом: Учет процесса диффузии кислорода в зернах подложки. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2014;(6):8-15.

For citation:


Chirkov Y.G., Rostokin V.I. The computer modeling of active layer cathode of fuel cell with polymer electrolyte: the process of oxygen diffusion in support grain. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(6):8-15. (In Russ.)

Просмотров: 52


ISSN 1608-8298 (Print)