Pt-ACF在氢氧催化反应中水形态演变的实验研究

"Pt-ACF内氢氧催化反应中水的形态演变实验观察 (2009年)" 本文是关于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中水形态演变的一篇工程技术论文，由李雄威等人于2009年发表在《热科学与技术》期刊上。研究主要探讨了在 Pt-活性炭纤维(Pt-ACF)内部氢氧催化反应过程中水的生成特性和形态变化。实验采用了塑料圆管内载 Pt-ACF 的模型来模拟燃料电池的环境，并利用微CT、红外测温仪和CCD相机进行可视化实验观测。 实验结果表明，Pt-ACF 上的催化剂含量、外部冷却条件以及催化多孔层的层数是影响反应过程中水蒸发和凝结的关键因素。这些因素通过改变温度场和水生成速率，显著影响水的状态。此外，Pt-ACF 的外形和内部微孔结构也对水形态演变有直接影响。 水在 PEMFC 中起着至关重要的作用，既是电极反应的产物，又影响着电池的性能。汽态水可能影响氢气和氧气的传输，而液态水可能导致流道阻塞，影响电池效率。因此，保持适当水分平衡是确保PEMFC稳定运行的关键。传统的研究方法通常依赖于多组分气液两相流动的理论分析和数值模拟，但这篇论文通过实验观察提供了更直观的理解。 实验过程中的微CT技术用于观察 Pt-ACF 内部结构，红外测温仪用于测量温度分布，而CCD相机则用于实时捕捉水形态的变化。这些技术的结合为理解水在催化过程中的动态行为提供了宝贵的数据。 文章指出，对于PEMFC的进一步发展，如提高其工作稳定性和延长寿命，深入理解水管理机制至关重要。这包括如何控制和优化水的生成、传输和积累，以防止电极水淹和维护PEM的良好湿润状态。因此，这项工作不仅有助于理论研究，也为实际燃料电池的设计和优化提供了实验基础。 这篇论文的研究成果对于提升PEMFC的工作效率和可靠性有着重要的理论与实践意义，特别是在水管理策略的开发上，为后续的科研工作提供了新的视角和实验手段。