项目名称: 聚合物电解质膜燃料电池硅基阵列模型电极传质行为研究

项目编号: No.21503228

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 分析化学

项目作者: 夏章讯

作者单位: 中国科学院大连化学物理研究所

项目金额: 22万元

中文摘要: 伴随着日益紧迫的资源与环境压力,人类社会必将迎来新一轮的电能源技术革命。聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)作为一种清洁、高效的替代电源技术,其商业化进程仍面临性能、成本、寿命的诸多挑战。燃料电池电极中包括物质传递在内的电极过程及其行为本质,是影响电极性能至关重要的因素。但由于电极结构的复杂性与尺度的微纳化,燃料电池中电化学环境的微观流体物质传递研究仍面临着严峻的困难与挑战。本项目将针对电极微纳尺度的传质行为,基于刚性硅基纳米阵列材料,开展具有精确有序结构参数模型电极的控制制备,利用电化学表征方法结合原位谱学显微手段,研究模型电极中气液传质孔道尺寸、形状、曲折系数等结构参数对物质传递系数与传质通量的影响机制,并进一步通过分子动力学模拟以及计算流体力学方法阐释电极中物质传递对电极性能影响的物理模型,为燃料电池电极结构的设计与构建提供理论依据,进而降低燃料电池制备成本,提高其性能与寿命。

中文关键词: 燃料电池技术;电极过程;物质传递;复合纳米结构;微流体

英文摘要: Under the urgent situation of energy and environment, a revolution of technologies of electric energy will come to the human public. As one of the most clean and efficient substitutes for the energy devices, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) have still suffered from obstacles in issues of fabrication cost, cell performance and durability. Among the crucial factors that determine these issues of PEMFC, processes within electrode, i.e. mass transport, play important roles for the recognizing and optimizing the electrode structures. However, the complexity of traditional electrodes hampers the further study of these processes. To focus on the mass transport behaviors in electrode, this program will carried out the fabrication and characterization of a modeling electrode based on ultra-ordered rigid silicon nanoarrays. With the help of modern electrochemical methods and in-situ spectroscopy/microscopy measurement, the relationships between structural parameters and mass transport properties will be studied. Further, the physical models of mass transport in ordered structures will also be constructed by computational simulations with molecular dynamic methods and computational fluidic dynamic methods. We believe that these works will elucidate the intrinsic mechanism of mass transport within nanostructures of fuel cell electrodes, and may provide theoretical instructions for the design and fabrication of advanced fuel cell electrodes with reduced cost and enhanced performance and durability.

英文关键词: Fuel Cell Technology;Electrode Processes;Mass Transport;Composite Nanostructures;Microfluidics

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
20+阅读 · 2022年2月10日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
39+阅读 · 2021年5月12日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
27+阅读 · 2021年5月2日
【CVPR2021】自监督几何感知
专知会员服务
45+阅读 · 2021年3月6日
【AAAI2021】可解释图胶囊网络物体检测
专知会员服务
27+阅读 · 2021年1月4日
全固态电池领域,小公司的加速度——恩力动力
创业邦杂志
0+阅读 · 2022年2月25日
最新研究表明:EV电池「越老越安全」
机器之心
0+阅读 · 2021年5月8日
流程工业数字孪生关键技术探讨
专知
1+阅读 · 2021年4月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
SlowFast Networks for Video Recognition
Arxiv
19+阅读 · 2018年12月10日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
20+阅读 · 2022年2月10日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
39+阅读 · 2021年5月12日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
27+阅读 · 2021年5月2日
【CVPR2021】自监督几何感知
专知会员服务
45+阅读 · 2021年3月6日
【AAAI2021】可解释图胶囊网络物体检测
专知会员服务
27+阅读 · 2021年1月4日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员