PEMFC催化層的Monte Carlo模擬.pdf

1、燃料電池技術(shù)被認(rèn)為是具有廣泛應(yīng)用前景的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)之一。催化層是燃料電池中最重要的組成部分之一，其性能對(duì)燃料電池的電池性能有著直接影響，對(duì)其進(jìn)行建模有利于探索催化層的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)實(shí)際催化層的制備。 首先，本論文從分析PEMFC催化層的微觀結(jié)構(gòu)入手，用Monte Carlo方法法建立了基于混合導(dǎo)體假設(shè)的催化層兩相隨機(jī)格點(diǎn)模型，應(yīng)用該模型，分析了催化層的結(jié)構(gòu)參數(shù)如孔隙率、催化劑團(tuán)聚度、催化層厚度等對(duì)催化劑利用率和催化層中氣

2、體有效擴(kuò)散系數(shù)的影響。 然后，基于質(zhì)子電子分立導(dǎo)體假設(shè)，首次建立了更為細(xì)致的Nafion-Pt/C-Pore三相模型。利用此模型不僅更進(jìn)一步討論催化層的結(jié)構(gòu)參數(shù)如氣孔、Nation、和Pt/C各自比例對(duì)催化劑利用率和催化層有效擴(kuò)散系數(shù)的影響，而且研究了Pt/C顆粒自身的微觀結(jié)構(gòu)和Pt在Pt/C中的含量對(duì)催化劑利用率的影響。 模型計(jì)算結(jié)果給出了催化層最優(yōu)的孔隙率、Nation含量和Pt/C上Pt的負(fù)載比例等參數(shù)，對(duì)于實(shí)際的