Buy (120 RUB)
|Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Degree to filling of support grain by water: active layer cathode of fuel cell with nafion, computer modeling
Abstract
This paper presents a computer simulation study of the active layer cathode of a fuel cell with polymer electrolyte (PEMFC). We simulate both (1) the flooding pores in support grains (that is, agglomerates of carbon particles with supported platinum) and (2) the draining pores in support grains (process of evaporation and diffusion of vapor). Our calculations demonstrate that there is one possibility yet for degradation PEMFC, if with time, gradually pores in support grains will be filled with water. Then (as study demonstrates) filling support grains with water leads to a sharp decrease of overall current.
Keywords
катод топливного элемента с полимерным электролитом,
активный слой,
компьютерное моделирование,
процесс затопления и осушения зерен подложки,
деградация PEMFC,
cathode of fuel cell with polymer electrolyte (PEMFC),
active layer,
computer simulation,
process flooding and draining in support grains,
degradation PEMFC
About the Authors
Yu. G. Chirkov
A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry
Russian Federation
Russian Federation
V. I. Rostokin
National Research Nuclear University (MEPhY)
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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. С. 8-15.
2. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. Компьютерное моделирование активного слоя катода топливного элемента с полимерным электролитом: о факторах, тормозящих полноценное протекание процесса генерации тока // Альтернативная энергетика и экология - ISJAEE. 2014. № 9. С. 8-20.
3. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. Процесс затопления водой активного слоя катода топливного элемента с твердым полимерным электролитом // Альтернативная энергетика и экология - ISJAEE. 2014. № 14. С. 8-20.
4. Чирков Ю.Г., Ростокин В.И. Катод топливного элемента с твердым полимерным электролитом: конструирование оптимальной структуры активного слоя // Электрохимия. 2014. Т. 50(9). С. 968-982 [Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. // Russ. J. Electrochem. 2014. Vol. 50 (9). P. 872-884].
5. Borup R., Meyers J., Pivovar B., Kim Y.S., Mukundan R., Garland N., Myers D., Wilson M., Garzon F., Wood D., Zelenay P., More K., Stroh K., Zawodzinski T., Boncella J., McGrath J.E., Inaba M., Miyatake K., Hori M., Ota K., Ogumi Z., Miyata S., Nishikata A., Siroma Z., Uchimoto Y., Yasuda K., Kimijima K., Iwashita N. // Chemical Reviews. 2007. Vol. 107. P. 3904.
6. Yousfi-Steiner N., Mocoteguy Ph., Candusso D., Hissel D., Hernandez A., Aslanides A. A review on PEM voltage degradation associated with water management: Impacts, influent factors and characterization // Journal of Power Sources. 2008. Vol. 183. P. 260.
7. Li H., Tang Y., Wang Z., Shi Z., Wu S., Song D., Zhang J., Fatih K., Zhang J., Wang X., Liu Z., Abouatallah R., Mazza A. A review of water flooding issues in the proton exchange membrane fuel cell // Journal of Power Sources. 2008. Vol. 178. P. 103.
8. Jiao K., Li X. Water transport in polymer electrolyte membrane fuel cells // Progress in Energy and Combustion Science. 2011. Vol. 37. P. 221.
Review
For citations:
Chirkov Yu.G., Rostokin V.I. Degree to filling of support grain by water: active layer cathode of fuel cell with nafion, computer modeling. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(17):57-65. (In Russ.)
Views:
318
Email this article 