70%Pt/C催化剂对PEMFC膜电极组件性能优化的关键影响

本文主要探讨了Pt含量对燃料电池膜电极组件（MEA）结构和性能的具体影响，由李冰、林瑞等人基于Catalyst Coated Membrane（CCM）技术进行研究。70%Pt/C催化剂被选用于MEA的制备，这在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中扮演着核心角色，负责催化氢气和氧气之间的化学反应，转化为电能。 研究者重点考察了70%Pt/C催化剂在MEA中的最佳应用比例，发现当催化剂与Nafion的质量比为6:1时，MEA展现出最优性能。在600mA/cm²的电流密度下，MEA能够实现0.69V的电压输出，这表明较高的Pt负载对于提高电池效率具有显著效果。同时，与40%Pt/C催化剂相比，70%Pt/C的MEA不仅催化效率更高，而且催化层的厚度有所减小，这意味着更轻巧且高效的结构设计。 MEA的性能不仅取决于其材料选择，还依赖于精细的结构设计。文章指出，MEA的制备方法主要有两种模式：一是以气体扩散层为支撑的制备，先制备多孔气体扩散电极，然后与PEM结合；二是以PEM本身为支撑，直接在PEM上沉积催化层。这些制备模式的选择对MEA的最终性能有直接影响。 循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和扫描电镜（SEM）等技术手段被用来表征MEA的电化学性能，揭示了Pt含量变化对电池内部过程的详细影响。通过对MEA结构和性能的深入研究，本文为优化MEA的设计提供了有价值的指导，这对于提升PEMFC的整体性能，包括比功率、能量转换效率以及低温启动能力具有重要意义。 总结来说，该研究强调了在PEMFC领域中，适当增加Pt含量对于MEA的优化设计至关重要，为燃料电池技术的发展提供了重要的理论支持和实践参考。