带有支撑层的一体式再生燃料电池(URFC)新结构及性能分析

作者：刘洋; 邱殿凯; 彭林法; 林赫^*

来源：西安交通大学学报, 2023, 1-9.

• 一体式再生燃料电池(URFC)
• 结构设计
• 多孔传输层(PTL)
• 支撑层

针对一体式再生燃料电池(URFC)双向性能低的问题，以多孔传输层(PTL)与CCM(Catalyst Coated Membrane)之间界面接触为切入点，提出一种包含支撑层的新型URFC结构，并对PTL结构参数进行优化。通过极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了不同结构URFC的性能。实验发现，钛毡纤维结构细密化有利于提升URFC双向性能，电流密度为1.5A/cm2时，带有支撑层的URFC相比传统URFC，发电模式电压上升69mV，电解模式电压下降12mV；新结构URFC具有更小的接触阻抗及质子传输阻抗，发电模式的高频阻抗下降16.2%。压敏纸实验和电镜测试表明，支撑层可以使催化层与PTL之间的宏观接触应力分布更加均匀，改善了钛纤维与催化层之间界面的微观接触状态，有利于提高电子传输效率及反应动力。本文可为一体式再生燃料电池结构设计及优化提供指导。

• 单位
  上海交通大学