负载型聚合物电解质超薄膜的形貌：一项数值研究
材料科学
2015-01-27 v2
摘要
聚合物电解质膜（PEM），例如 Nafion，在 PEM 燃料电池催化层内的形貌对决定电池性能的电化学活性和传输现象具有显著影响。在这些区域，Nafion 以超薄膜的形式存在，覆盖在催化剂和催化剂载体表面。这些表面的亲水/疏水特性对薄膜结构形成的影响尚未得到充分探索。在此，我们报告了关于不同水合水平下基底效应对离聚物超薄膜形貌影响的分子动力学（Molecular Dynamics）模拟研究。我们使用之前在出版物中引入的类平均场模型，用于描述水合 Nafion 离聚物与具有可调亲水度特征的基底之间的相互作用。我们表明，基底与水的亲和力在离聚物薄膜的分子重排中起着关键作用，导致完全不同的形貌。对薄膜不同区域的详细结构描述显示了强烈的非均匀行为证据。最后，对我们观察结果对 PEMFC 催化层性能的影响进行了定性讨论。
引用
@article{arxiv.1407.7384,
title = {Morphology of supported polymer electrolyte ultra-thin films: a numerical study},
author = {Daiane Damasceno Borges and Gerard Gebel and Alejandro A. Franco and Kourosh Malek and Stefano Mossa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.7384},
year = {2015}
}