鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1049次 | 2019年04月10日
燃料電池的阻抗測(cè)量
用電化學(xué)阻抗譜研究了多孔電極中的孔隙大小分布,提出了一個(gè)孔隙大小分布的傳輸線模型,該模型基于傳輸線等效電路,考慮了孔隙大小分布的影響,其分布以分析分布函數(shù)給出,如自然對(duì)數(shù)分布。一般而言,電阻、電容與頻率無(wú)關(guān),但是電雙層電容與頻率有關(guān),這種反?,F(xiàn)象就是所謂電特性的“分布特性”或“頻率分散”。除了在極限條件下,具有分布特性的電路組件不是有限個(gè)理想電路組件之和。電路組件的分布特性來(lái)源于:當(dāng)系統(tǒng)的尺寸=如電極厚度或孔長(zhǎng)度D長(zhǎng)于特征長(zhǎng)度=如擴(kuò)散長(zhǎng)度或滲透深度D時(shí),分布特性不是局部出現(xiàn),特征長(zhǎng)度是頻率的函數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)特性均勻與空間無(wú)關(guān)時(shí),會(huì)出現(xiàn)這種類(lèi)型的分布特性。分布特性與成分、幾何尺寸等有關(guān)。多孔電極有兩種分布特性類(lèi)型:一為孔長(zhǎng)度長(zhǎng)于交流信號(hào)的滲透長(zhǎng)度,另一個(gè)為孔隙大小分布。
交流阻抗法在電池性能方面的運(yùn)用,研究了在大電流密度下工作時(shí)電池性能損失的物理化學(xué)原因。他認(rèn)為在中等負(fù)載下,燃料電池的性能受氧氣還原反應(yīng)速率和電解質(zhì)電阻控制。電池的阻抗譜可以描述成電解質(zhì)電阻串聯(lián)上陰極阻抗,最簡(jiǎn)單的情況是電荷轉(zhuǎn)移電阻和雙層電容相平行的電路。從這點(diǎn)而言,可把氫氣的氧化反應(yīng)看成是完全可逆的。
對(duì)在大電流密度下運(yùn)作的燃料電池的阻抗測(cè)量表明,除了以KLMH-I<表示的電荷傳遞特性外,當(dāng)性能損失增大時(shí)出現(xiàn)了低頻圓弧,人們常認(rèn)為這是由于有限擴(kuò)散被阻礙造成的,其真正的原因還在研究中。讓電池在"R#S下運(yùn)行到出現(xiàn)穩(wěn)定電流為止。接著用氮?dú)獯嫜鯕獠⒃?quot;RT#S下運(yùn)行,在陽(yáng)極電流終斷后測(cè)量阻抗響應(yīng),用傳輸線等效電路模型來(lái)處理陰極活化層。從他們繪制的電容電阻圖中我們可以看出,隨著阻抗響應(yīng)實(shí)部的增加,曲線程直線上升趨勢(shì),直到固定點(diǎn)前。在停止點(diǎn),電容值與活化層的總雙層電容有關(guān),粒子聚合物載量越多,直線部分的斜率越大。