结构参数对质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的影响

建立了质子交换膜燃料电池阴极有序催化层的稳态数学模型，目的是研究催化层厚度、铂载量、电解质体积含量和碳载体直径等设计参数对催化层性能的影响。模型方程涉及质子、电子和氧气的传递以及电化学反应等过程。计算结果与实验数据吻合。模拟表明，一定范围内较薄的催化层有利于性能提高，但厚度太小反而不利；提高电解质体积含量和铂载量可以明显改进催化层工作特性，但存在优化值，高于此值，催化层性能迅速下降；较细的碳载体直径会适当改善催化层性能。