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【电纺进展】石墨烯掺杂纳米纤维膜用于质子交换膜燃料电池电极

 
发布日期:2016-08-08     来源:永康乐业
 

文献题目:Graphene-doped electrospun nanofiber membrane electrodes and proton exchange membrane fuel cell performance.

作者:Meng Wei, Min Jiang, Xiaobo Liu, Min Wang, Shichun Mu

刊物名称:Journal of Power Sources

Abstract

A rational electrode structure can allow proton exchange membrane (PEM) fuel cells own high performance with a low noble metal loading and an optimal transport pathway for reaction species. In this study, we develop a graphene doped polyacrylonitile (PAN)/polyvinylident fluoride (PVDF) (GPP) electrospun nanofiber electrode with improved electrical conductivity and high porosity, which could enhance the triple reaction boundary and promote gas and water transport throughout the porous electrode. Thus the increased electrochemical active surface area (ECSA) of Pt catalysts and fuel cell performance can be expected. As results, the ECSA of hot-pressed electrospun electrodes with 2 wt% graphene oxide (GO) is up to 84.3 m2/g, which is greatly larger than that of the conventional electrode (59.5 m2/g). Significantly, the GPP nanofiber electrospun electrode with Pt loading of 0.2 mg/cm2 exhibits higher fuel cell voltage output and stability than the conventional electrode.

上线时间:27 July 2016

评论:武汉理工大学木士春教授课题组开发了一种石墨烯掺杂聚丙烯腈(PAN)/聚偏氟乙烯(PVDF)(GPP)电纺丝纳米纤维电极,并改善了电导性和高孔隙,这样可以提高反应边界三倍并提高气体和水分在孔隙电极间的传递。因此提高了Pt催化剂电化学活性表面积(ECSA)和燃料电池性能。最终结果显示,具有2 wt%氧化石墨烯(GO)热压电纺电极ECSA可以达到84.3m2/g,相对于传统电极(59.5m2/g)有很大提高。因此,负载的GPP纳米纤维电纺电极展现出比传统电极更高燃料电池输出电压和稳定性。

 

作者简介:木士春,男,武汉理工大学教授,博士研究生导师。1973年10出生,1991年9月-1995年7月,毕业于吉林大学地球科学部,获学士学位;1995年9月-2001年1月,毕业于现中国科学院广州地球化学研究所,分获理学硕士和理学博士学位,博士生导师为陈国达院士。2001年2月,进入武汉理工大学材料复合新技术国家重点室验室材料科学与工程博士后流动站进行博士后研究,主要从事储氢材料及质子交换膜燃料电池(PEMFC)关键材料研究。2003年3月至今,留校工作,主要从事PEMFC关键材料(质子交换膜、催化剂)、燃料电池核心器件CCM(catalyst coated membrane)和MEA(membrane electrode assembly)及锂离子电池正极材料研究,2003年5月特聘副教授,2006年11月破格晋升教授,博士研究生导师,2007年入选教育部“新世纪优秀人才计划”(NCET-07-0652)。

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