No abstract

No abstract

The need for the development of new materials and strategies to enhance the performance of the PEM fuel cell at low humidity and platinum (Pt) loadings is becoming increasingly crucial. Due to this fact, the current study presents the fabrication of electrospun sulfonated silica (S-SiO 2 ) as a poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE))-based, flexible, freestanding, and highly porous novel cathode structure for PEM fuel cells. The developed fiber-based P(VDF-TrFE)/Pt/C/S-SiO 2 cathodes are compared with electrospun PVDF/Pt/C/S-SiO 2 , PVDF/Pt/C/Nafion, and conventionally sprayed electrodes to evaluate the utility of a new (carrier) P(VDF-TrFE) polymer in electrode structure. Morphological analyses revealed that S-SiO 2 and Pt/C particles were homogeneously distributed along the fibers without any significant agglomerations. The MEAs prepared by fiber-based P(VDF-TrFE)-Pt/C/S-SiO 2 cathodes with low Pt loadings (0.1−0.15 mg cm Pt −2) demonstrated promising fuel cell performance recording up to 417.7 mW cm −2 . It also exhibited a remarkable power output retention (98.2%) under partially humidified conditions. In situ electrochemical measurements reveal that enhanced particle distribution and Pt/S-SiO 2 surface contact results in the cathode performance surpassing that of conventional sprayed and fiber-based PVDF/Pt/C/Nafion cathodes. The fiber-based P(VDF-TrFE)/Pt/C/S-SiO 2 cathodes exhibited a promising durability record retaining up to 86.5% of their maximum power output after 30 000 cycles of a Pt-dissolution accelerated stress test (AST). Furthermore, P(VDF-TrFE)-Pt/C/S-SiO 2 cathodes with high S-SiO 2 loadings exhibited a 2.7% gain in maximum power density after 1000 cycles of a carbon corrosion durability test.

No abstract

Y akıt pilleri elektrik üretimi için kullanılabilecek en verimli enerji çevrim sistemlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Polimer elektrolit membranlı yakıt pilleri ve anyon değişim membranlı yakıt hücreleri için hem ayraç hem de elektrolit olarak katı iyon iletken bir polimer membran kullanılmaktadır. Radyasyonla aşı polimerizasyonu, ticari polimer membranlar için düşük maliyetli alternatiflerin üretimi için kullanılan çok yönlü bir yöntemdir. Bu yöntemde, tipik olarak bir baz polimer, polimer substrat içinde aktif radikal bölgeleri oluşturan iyonlaştırıcı radyasyona maruz bırakılır. Ardından uygun bir vinil monomeri bu aktif bölgeler üzerinde polimerleştirilir. Son aşama olarak, hidrofobik polimer çatısına hidrofilik grupların eklenerek iyon iletken bir membran oluşturulması için son bir kimyasal işlem yapılır. Radyasyonla aşılama parametrelerinin membran özelliklerine etkisi konusunda çeşitli çalışmalar vardır. Ayrıca, bu tür radyasyonla aşılanmış membranların, yakıt pili ile ilgili elverişli özellikleri ve polarizasyon özellikleri rapor edilmiştir. Bu nedenle, radyasyonla aşılanmış polimer membranlar, yakıt pilleri için önemli düşük maliyetli alternatiflerden biridir. Bu derleme, radyasyonla aşılanmış membranların hazırlanması, yakıt pili ile ilgili özelliklerinin ve yakıt pili performanslarının karakterizasyonlarına odaklanmaktadır.