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固体高分子燃料电池中自支撑型微孔层的液态水行为观察

可清洁高效发电的固体高分子燃料电池(PEFC)作为汽车等的动力源有望得到普及,但PEFC的真正普及需要提高电流密度和降低成本。在PEFC中,一般会在阴极侧的气体流道和催化剂层之间使用气体扩散层(GDL)和微孔层,但有报告指出,在此处使用自支撑型微孔层(自支撑型MPL)可实现高电流密度。

但是,在自支撑型MPL的水输送方面,仍存在很多尚不清楚的地方,为了在今后实现更高的电流密度,有必要阐明其水输送机制。因此,在本研究中,使用了带观察窗的隔膜来观察流道内的液态水,以阐明自支撑型MPL中的水输送机制。

本研究使用了有效反应面积为4×4cm²的单电池。催化涂层膜(CCM)采用Electrochem公司生产的EC-CCM-25。阳极侧的GDL采用SGL生产的GDL28BC。阴极侧使用自支撑型MPL。

另外,作为比较参照,在SGL生产的GDL28BA上涂覆自支撑型MPL和由相同浆料制作的MPL,厚度均为220µm。隔膜上有20条宽1mm、肋条宽1mm的并行直流道。以0.22L/min (空燃比:1.3@1

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