[发明专利]测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法

权利要求书

1.一种测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备步骤：制备具有不同离聚物含量的膜电极，并在膜电极的阴极催化层外侧负载透气层；

组装步骤：将附有透气层的膜电极组装成燃料电池；

检测步骤：检测所述燃料电池的极限电流；

计算步骤：结合Faraday定律和Fick定律，通过极限电流i_lim计算得出燃料电池的总传质阻力R₀，根据总传质阻力R₀和透气层传质阻力R_TQC关系作图，求得催化层局域传质阻力R_JY；

分析步骤：做出催化层局域传质阻力R_JY与离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C的关系图；

所述计算步骤中，电池的总传质阻力R₀根据公式计算得出：

其中，F是法拉第常数，C_O2是空气中的氧气摩尔浓度，i_lim是在特定的离聚物状态下测量电池的极限电流；

所述根据R₀和透气层传质阻力R_TQC关系作图根据以下公式得出：

R₀＝R_TQC+(R_JY+R_KSC+R_LD)

其中，R_KSC和R_LD分别代表来自气体扩散层和流道的传质阻力，R_TQC和R_KSC由氧气传感器测量得出，R_LD利用流体力学仿真方法得出；

所述燃料电池测试使用10通道的平行流场，所述平行流场的流道宽度、流道深度、流道长度分别为0.5mm、0.8mm、20mm；

所述燃料电池测试使用氧浓度4％以下、氧氮混合气75％以下相对湿度，以防止液态水的影响；

所述膜电极是在阴极催化层与气体扩散层之间添加了具有微孔结构的导电透气层；

所述的阴极催化层的铂载量小于0.1mg_Pt cm^-2，离聚物/催化剂碳颗粒的质量比I/C在0.5-1.0之间，以保证催化层中的局域传质阻力大于催化层内的体相传质阻力。

2.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述透气层与催化层均为微孔结构，透气层的传质阻力大于催化层的体相传质阻力。

3.根据权利要求1所述的测量离聚物对局域传质阻力影响特征的方法，其特征在于，所述透气层由粘合剂与导电基质构成，透气层的传质阻力由粘合剂含量、层厚度、导电基质的结构控制。