کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7705571 1497296 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Catalyst degradation diagnostics of proton exchange membrane fuel cells using electrochemical impedance spectroscopy
ترجمه فارسی عنوان
تشخیص تجزیه کاتالیستی سلول های سوختی غشایی تبادل پروتون با استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
یک مدل مدار معادل قبلا معتبر، که در آن دو مدار رزونانس برای نشان دادن فرآیندهای موجود در لایه کاتالیزور وارد شده بود، برای رسیدن به نتایج طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی یک سلول سوختی غشایی تبادل پروتون که در معرض تست استرس تسریع شده قرار دارد، هدف قرار دادن تخریب کاتالیزور است. نتایج شبیه سازی مدار مدار معادل اعمال شده نشان می دهد که توافق بسیار خوبی با داده های تجربی است. مدل کاربردی قادر به استخراج مشارکت هر یک از عناصر مدل در تخریب سلول است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پارامترهای حلقه رزونانس کاتالیست کاتد، همراه با مقاومت انتقال بار کاتد و ظرفیت دو لایه کاتد، بیشترین تغییر را در آزمون استرس شتاب می گیرند. اگر هر یک از عناصر حلقه رزونانس کاتد را می توان با فرایندهای فیزیکی در داخل لایه کاتالیست مرتبط کرد، مدل می تواند مورد استفاده قرار گیرد تا بینش بیشتری نسبت به اثرات تخریب بر عملکرد لایه کاتالیست داشته باشد. از تحلیل اسپکتروسکوپ امپدانس الکتروشیمیایی انجام شده، به نظر می رسد که ترک خوردن با فرکانس پایین در طرح نیکویست، مهم ترین تغییر را با تخریب نشان می دهد، بنابراین می تواند بطور مستقیم به عنوان یک شاخص کافی برای کاهش کارایی سلول های سوختی به علت تخریب لایه کاتالیست مورد استفاده قرار گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی الکتروشیمی
پیش نمایش مقاله
تشخیص تجزیه کاتالیستی سلول های سوختی غشایی تبادل پروتون با استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
چکیده انگلیسی
A previously validated equivalent circuit model, in which two resonant circuits were inserted to represent the processes in the catalyst layers, is applied to fit the electrochemical impedance spectroscopy results of a single proton exchange membrane fuel cell exposed to accelerated stress test targeting catalyst degradation. The simulation results of the applied equivalent circuit model show very good agreement with the experimental data. The applied model is able to extract contributions of each of the model elements to the cell degradation. The obtained results indicate that the cathode catalyst layer resonant loop parameters, together with the cathode charge transfer resistance and cathode double-layer capacitance, change the most during the accelerated stress test. If each of the elements of the cathode resonant loop can be associated with physical processes inside the catalyst layer, the model may be used to give more insight into the degradation effects on functioning of the catalyst layer. From the conducted electrochemical impedance spectroscopy analysis, it seems that the low-frequency intercept in Nyquist plot shows the most significant change with degradation, so it may be used directly as a sufficient indicator of fuel cell performance degradation due to catalyst layer degradation.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Hydrogen Energy - Volume 43, Issue 29, 19 July 2018, Pages 13512-13520
نویسندگان
, , ,