Computer Simulation of the Cathode Active Layer in Hydrogen–Oxygen Fuel Cell with Polymer Electrolyte: The Nature of the Overall Current Variations


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Full computer simulation of the cathode structure in hydrogen–oxygen fuel cell with polymer electrolyte is performed. Both transport, support grains (agglomerates of carbon particles onto whose surface Pt-catalyst is deposited), and the current generation in active layer are simulated. The active layer operation in potentiostatic mode is studied. The effect of variations of the active layer and the fuel cell temperature (Ts and Т, respectively) on the cathode overall current I and the support grain flooding with water is calculated. The changes in the temperature difference TsТ was shown for the first time, experimentally and by the simulation, to generate variations of I and the degree of the support grain flooding with water. In particular, with the increasing of TsТ the current I increased, whereas the support grain flooding with water decreased; and vice versa, with the decreasing of TsТ the current I drops down, while, the support grain flooding with water grows. An explanation of the phenomena is presented, which takes account of structure of the support grains in which О2 reduction and Н2О generation occur. There exist intrinsic channels for protons and О2 molecules transportation to the catalyst. Water releasing in the support grains is able to fill partially or even entirely the gas pores through which oxygen is supplied to the platinum. As a result, the current generated in the support grains can drop down significantly; at the same time, the value of I also drops down. The degree of the support grainfilling with water is determined by two processes, namely, the flooding and draining. The source of flooding is the current generation; that of draining, the water saturated vapor diffusion and water filtration in nanopores. The lower cathode potential, the higher the flooding rate, whereas the water removal rate grows or drops down with the increasing of decreasing of the temperature difference ТsТ, respectively. Thus, the temperature difference variations naturally lead to those of the quantity I.

Об авторах

Yu. Chirkov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga.nedelina@gmail.com
Россия, Leninskii pr. 31, Moscow, 119071

V. Andreev

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: olga.nedelina@gmail.com
Россия, Leninskii pr. 31, Moscow, 119071

V. Rostokin

National Research Nuclear University (MEPhI)

Email: olga.nedelina@gmail.com
Россия, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

A. Kuzov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: olga.nedelina@gmail.com
Россия, Leninskii pr. 31, Moscow, 119071

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».