运行态燃料电池中氧还原反应催化剂降解的整体多尺度成像
应用物理
2020-08-12 v1 材料科学
摘要
低温氢燃料电池系统（氢经济的关键部分）的广泛普及受到铂阴极催化剂降解的阻碍。在此，我们利用专为器件尺度成像定制的先进原位X射线散射层析，对分子尺度催化剂降解现象进行器件级评估。每个电池组分，包括催化剂、碳载体、聚合物电解质与液态水，均可同时成像，从而允许深入的关联分析。运行燃料电池内部形成的化学与热梯度导致催化剂纳米结构高度异质性的降解，这可与流场及电池材料中水分布的宏观设计相关联。在运行燃料电池器件与常用于催化剂稳定性研究的液体池之间观察到催化剂降解的显著差异，凸显了复杂运行环境对催化剂降解现象罕见研究但至关重要的影响。这一降解认知空白凸显了在评估电催化剂性能与耐久性时，对真实器件进行多模态原位表征的必要性。
引用
@article{arxiv.2008.04770,
title = {Holistic Multi-scale Imaging of Oxygen Reduction Reaction Catalyst Degradation in Operational Fuel Cells},
author = {Isaac Martens and Antonis Vamvakeros and Nicolas Martinez and Raphaël Chattot and Janne Pusa and Maria Valeria Blanco and Elizabeth A. Fisher and Tristan Asset and Sylvie Escribano and Fabrice Micoud and Tim Starr and Alan Coelho and Veijo Honkimäki and Dan Bizzotto and David P. Wilkinson and Simon D. M. Jacques and Frédéric Maillard and Laetitia Dubau and Sandrine Lyonnard and Arnaud Morin and Jakub Drnec},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.04770},
year = {2020}
}
备注
63 pages, 40 figures