Computer-aided simulation of the cathodic active layer in fuel cells with solid polymer electrolyte: the nature of overall current transient


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Total computer-aided simulation of the structure and current-generation processes in the cathodic active layer of a fuel cell with solid polymer electrolyte is carried out. Not only the transport structure of the active layer but also the structure of support grains (agglomerates of carbon particles with platinum-covered surface) are modeled. The process of active layer functioning under potentiostatic conditions is studied. It is demonstrated for the first time how the moisture exchange in the pores of support grains affects the cathode overall characteristics. The time variations of the overall current, the average temperature of the active layer, and the total degree of water-flooding of support-grain pores within the active layer are calculated by numerical methods. It is shown that for the fuel cell voltage of 0.6 V and its working temperature of 80°C, the flooding process dominates over the process of drying of pores in support grains. In 10–15 s, all support-grain pores turn out to be entirely filled with water. Then they begin functioning not in the kinetic mode (in the moment of switching-on the current, the Knudsen diffusion of oxygen in the support grains is observed) but in the inner-diffusion mode. As a result, the overall cathodic current decreases from its initial value of 4.323 A/cm2 to its final value of 0.526 A/cm2 and the active layer temperature decreases from the initial value of 102°C to the final value of 82.5°C. The overall current transient is studied also experimentally, the qualitative coincidence of theoretical and experimental data is demonstrated.

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. Rostokin

National Research Nuclear University (Moscow Institute of Engineering Physics)

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., 2016

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».