https://doi.org/10.15255/KUI.2016.017
Objavljen: Kem. Ind. 65 (9-10) (2016) 457–464
Referentni broj rada: KUI-17/2016
Tip rada: Izvorni znanstveni rad
Preuzmi rad:  PDF

Molekulski model i stabilnost strukture membranskog elektrodnog sklopa načinjenog od ionomera Nafiona

C. Feng i P. F. He

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.

Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Ključne riječi

molekulska dinamika, membranski elektrodni sklop, koeficijent toplinskog rastezanja, koeficijent rastezanja pod utjecajem vlage, vezna energija