Izvorni znanstveni članak
https://doi.org/10.15255/KUI.2016.017
Molekulski model i stabilnost strukture membranskog elektrodnog sklopa načinjenog od ionomera Nafiona
Cong Feng
; College of Materials Science and Engineering, Key Laboratory for Advanced Civil Engineering Materials (Ministry of Education), Tongji University, Shanghai 201 804, P. R. China
Pengfei He
; School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Tongji University, Shanghai 200 092, P. R. China
Sažetak
Jedan od najvažnijih dijelova gorivne ćelije s polimernom membranom (PEMFC) je membranski elektrodni sklop (MEA). Međutim, trajnost PEMFC-a uvelike se smanjuje odjeljivanjem membrane od elektrodnih slojeva potaknutog nejednakim naprezanjima zbog nekonzistentnog širenja pod utjecajem topline i vlage. U ovome je radu prikazan molekulski model membrane i elektrodnih slojeva načinjen na temelju literaturnih podataka i s pomoću komercijalnog softvera radi pronalaženja stabilne strukture membranskog elektrodnog sklopa. Kao materijal membrane vodljive za protone razmatran je ionomer Nafion, a kao materijal elektroda kompozit Nafiona s platinom na grafenu. Ponašanje koeficijenta toplinskog rastezanja i koeficijenta rastezanja pod utjecajem vlage istraženo je molekulskom dinamikom. Strukturna stabilnost modela troslojnog sklopa MEA (anoda/membrana/katoda) proučena je uz djelovanje različitih vanjskih tlakova i računajući vezne energije između slojeva te između grafena i platine. Rezultati pokazuju da su pri vrlo visokim tlakovima molekule u unutrašnjosti previše zbijene pa se čestice platine odvajaju od nosača, dok s niskim tlakovima slabe veze između slojeva.
Ključne riječi
molekulska dinamika; membranski elektrodni sklop; koeficijent toplinskog rastezanja; koeficijent rastezanja pod utjecajem vlage; vezna energije
Hrčak ID:
165748
URI
Datum izdavanja:
26.9.2016.
Posjeta: 1.189 *