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公开(公告)号：CN110530954A
公开(公告)日：2019-12-03
申请号：CN201910803326.0
申请日：2019-08-28
Applicant: 上海交通大学
IPC: G01N27/416 , H01M8/04537 , H01M8/04664
Abstract: 本发明公开了一种非贵金属催化剂膜电极耐久性测试方法，包括分别测试膜电极初始的极化曲线、欧姆阻抗与阴极催化层质子传导阻抗，然后对膜电极进行恒压放电的衰减测试，再测试膜电极衰减后的极化曲线、欧姆阻抗与阴极催化层质子传导阻抗，然后向膜电极通入干燥氮气吹扫，最后用电化学工作站测试膜电极氮气吹扫后极化曲线。本发明针对非贵金属催化剂膜电极，通过测试膜电极恒压放电衰减前后的极化曲线、欧姆阻抗与阴极催化层质子阻抗以及膜电极氮气吹扫前后的极化曲线，测试条件与膜电极测试条件相同，测试数据真实可靠。可以从活化极化、欧姆极化和传质极化三个角度全面进行膜电极耐久性测试，对非贵金属催化剂膜电极的开发具有重要意义。
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公开(公告)号：CN109725034A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201811553801.5
申请日：2018-12-18
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，制备具有不同离聚物含量的膜电极，将附有透气层的膜电极组装成燃料电池；检测所述燃料电池的极限电流；结合Faraday定律和Fick定律，通过极限电流ilim计算得出燃料电池的总传质阻力R0，根据总传质阻力R0和透气层传质阻力RTQC关系作图，求得催化层局域传质阻力RJY；做出RJY与离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C的关系图。通过调节透气层的扩散特征，利用对法拉利Faraday定律和菲克Fick定律衍生方程的线性回归，测量得出催化层的局域传质阻力，实现了对不同离聚物状态下的局域传质阻力变化特性的研究。
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公开(公告)号：CN119252946A
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202411687510.0
申请日：2024-11-25
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M4/88 , H01M4/86 , H01M8/023 , H01M8/1004
Abstract: 本发明属于燃料电池膜电极技术领域，具体公开了一种基于气泡析出造孔的多孔阴极电极制备方法。该制备方法包括：步骤1：制备常规阴极催化层；步骤2：组装电解电极结构；步骤3：电解阴极催化层，催化位点产生的气体对离聚物薄膜分布以及催化层孔隙结构进行调控。本发明通过精准调控催化位点气泡析出，对离聚物薄膜以及电极孔隙结构进行造孔，调控离聚物分布的同时增大催化层孔隙，增加催化层中氧气分子到达催化位点的传输通道，降低氧气的局域和体相传质阻力。所构成的新型多孔电极结构作为质子交换膜燃料电池阴极，和质子交换膜及阳极构成高效氧传质膜电极，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN115275278A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210896027.8
申请日：2022-07-27
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/04313 , H01M8/0438
Abstract: 本发明提供一种气体表面吸附量和体相溶解量测试方法及系统，涉及燃料电池技术领域，包括：步骤S1：在石英晶体微天平晶片上制备不同厚度的离聚物薄膜；步骤S2：测试晶片振动频率变化，根据Sauerbrey方程，得到薄膜内气体的平衡量变化；步骤S3：根据所测平衡量，得到表面吸附量和单位厚度的体相溶解量。本发明能够通过石英晶体微天平对微小质量的敏感性，得到薄膜在不同气体压力或浓度下的气体平衡量变化；其次，能够通过不同薄膜厚度和气体平衡量的关系，分别得到表面吸附量和体相溶解量，实现界面气体吸附规律的离线测试。
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公开(公告)号：CN114914502A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210601299.0
申请日：2022-05-30
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1004 , H01M4/88 , H01M8/0258 , H01M8/04313 , H01M8/04537 , H01M8/04992
Abstract: 本发明提供了一种测量非贵金属催化剂膜电极中传质阻力的方法，包括：单催化层膜电极或双催化层膜电极；所述单催化层膜电极包括质子交换膜、阴极催化层、气体扩散层以及流道；所述质子交换膜、阴极催化层、气体扩散层以及流道依次叠加；所述双催化层膜电极包括质子交换膜、阴极催化层A、阴极催化层B、气体扩散层以及流道；所述质子交换膜、阴极催化层A、阴极催化层B、气体扩散层以及流道依次叠加。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106338459B
公开(公告)日：2020-01-07
申请号：CN201610737646.7
申请日：2016-08-26
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明设计了一种双层膜电极测量燃料电池催化层中氧气有效扩散系数的方法，其包括如下步骤：S1：将双层膜电极组装成燃料电池；S2：检测所述燃料电池的极限电流；S3：将所述极限电流带入公式I所示的Fick定律中，得到电极层的扩散系数；其中，CO2为氧气浓度的为实验控制量，CPt,suf为Pt表面的氧气浓度，δ为模拟催化层的厚度，可通过实验测量获得。本发明的优点在于：首先，DCL不含Pt，无电化学反应，因此传质特点可以用Fick定律表示；其次，DCL的制作方法、物料构成与CL完全一致，能够有效复制CL的传质特点。通过极限电流的测量，得到氧气通量与浓度之间的关系，利用Fick定律计算得到有效传质系数。
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公开(公告)号：CN110632153A
公开(公告)日：2019-12-31
申请号：CN201910858812.2
申请日：2019-09-11
Applicant: 上海交通大学
IPC: G01N27/406 , G01N27/416 , G01M10/00
Abstract: 本发明公开了一种测量燃料电池催化层中碳载体对氧气传质的影响特征的方法。本方法选择不同物理化学特性的碳载体颗粒作为研究对象，利用双层膜电极结构，结合法拉第定律、菲克定律和线性回归法，测量得到催化层内的体相传质阻力和局域传质阻力，实现对不同碳载体制备的催化层内氧气传质特性的定量研究，可以帮助指导碳载体的设计与制备。
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公开(公告)号：CN110380061A
公开(公告)日：2019-10-25
申请号：CN201910594895.9
申请日：2019-07-03
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M4/86 , H01M8/0234 , H01M8/0245 , H01M4/88
Abstract: 本发明公开了一种全工况匹配的燃料电池扩散层及其制备方法；所述扩散层由多孔导电碳纸基底层和导电碳粉微孔层组成，所述扩散层在燃料电池结构中位于气体流道和质子交换膜之间，所述基底层位于气体流道一侧；所述基底层在平行于扩散层方向上具有憎水性梯度，同时所述微孔层在垂直于扩散层方向上具有憎水性梯度。在高湿度工况下本发明的微孔层具有沿流场板到膜电极方向上升的憎水性梯度，能够有效改善阴极的排水效果，提高扩散层的气体传输速率；在中低湿度工况下，本发明的微孔层具有沿流场板到膜电极方向下降的憎水性梯度，可起到一定的保湿作用，能够保证质子交换膜充分润湿，降低电池内阻，提高电池的输出性能。
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公开(公告)号：CN106229533A
公开(公告)日：2016-12-14
申请号：CN201610717402.2
申请日：2016-08-24
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M8/1004
Abstract: 本发明公开了一种亲水/疏水复合型多层膜电极及其制备方法；所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜和阴极催化层，其中阴极催化层为具有亲水性梯度的三层复合结构，靠近质子膜的一层为亲水改性层，靠近气体扩散层的一侧为疏水改性层，两层中间是未改性层，从而在阴极催化层中形成亲水性梯度。亲水层能够在低相对湿度下对质子交换膜以及催化层中离子聚合物起保湿作用，从而降低膜电极的离子传导电阻。疏水层降低了催化层与气体扩散层之间的毛细管压力梯度，抑制了高相对湿度下水由扩散层向催化层扩散。通过本发明的方案，可达到优化催化层内水分布的目的。
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公开(公告)号：CN119252937A
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202411502649.3
申请日：2024-10-25
Applicant: 上海交通大学
IPC: H01M4/86 , H01M4/92 , H01M8/1004
Abstract: 本发明涉及一种梯度阴极催化层、膜电极和质子交换膜燃料电池，所述梯度阴极催化层包括依次并列设置的三个等分的催化区，三个等分的催化区沿气体流动方向依次定义为第一催化区、第二催化区和第三催化区；所述第一催化区、第二催化区和第三催化区内均包括Pt/C催化剂和离聚物，第一催化区、第二催化区和第三催化区中的Pt载量依次递增，离聚物与碳载体的质量比依次递减。与现有技术相比，本发明针对气体在大面积流场中流动和分布不均匀的特点，在阴极催化层面内方向进行相应梯度的Pt载量和I/C比设计，平衡了气体出口反应气体浓度低、水蒸气浓度高造成电流密度分布的不均匀性。
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