Functionally graded cathode catalyst layers for polymer electrolyte fuel cells. II, Experimental study of the effect of nafion distribution

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  1. Obtenir@CNRC : Functionally graded cathode catalyst layers for polymer electrolyte fuel cells. II, Experimental study of the effect of nafion distribution (Ouvre dans une nouvelle fenêtre)
DOITrouver le DOI : http://doi.org/10.1149/1.1904990
AuteurRechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher : ; Rechercher :
TypeArticle
Titre de la revueJournal of The Electrochemical Society
ISSN0013-4651
1945-7111
Volume152
Numéro6
PagesA1171A1179
Sujetpolymers; electrochemical electrodes; proton exchange membrane fuel cell; functionally graded materials; catalysts; diffusion; voltammetry (chemical analysis); electrochemical impedance spectroscopy; ionic conductivity; porosity; polymer structure; chemical exchanges
RésuméGas diffusion electrodes (GDEs) containing a graded distribution of Nafion were prepared and characterized, and their performance as fuel cell cathodes compared to GDEs possessing a uniform distribution of Nafion. Cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and porosimetry are used to characterize the variations in electrochemical properties, ionic conductivity, and microstructures. The cathodic performance was improved over uniform electrodes at intermediate and high levels of polarization when the Nafion content in the GDE was higher toward the catalyst layer/membrane interface and lower toward the catalyst layer/carbon paper interface since this maximizes proton transport in the GDE in the region of greatest ion flux and maximizes porosity in the region of greatest gaseous flux, respectively. Fuel cell performance is much poorer when the gradient of Nafion content is reversed, i.e., highest at the catalyst layer/carbon paper interface since this distribution disfavors proton and gas transport in the regions where they need to be maximized.
Date de publication
Maison d’éditionElectrochemical Society
Langueanglais
AffiliationConseil national de recherches Canada; Institut d'innovation en piles à combustible du CNRC
Publications évaluées par des pairsOui
Numéro NPARC23002001
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Identificateur de l’enregistrement84db6b56-1bd2-40cb-91c5-b3cbcc01db94
Enregistrement créé2017-07-14
Enregistrement modifié2017-07-14
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