Bøger af Ashish Ashok Kamat

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den experimentellen und analytischenUntersuchungen an der Kathode einer auf Polybenzimidazol (PBI) und Phosphorsäurebasierten Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (HT-PEM-BZ). DieCharakterisierung der Reaktionszonen an der Elektroden-Elektrolyt-Grenzfläche der Kathodewurde mittels chronoamperometrischer Messungen vorgenommen. Der transienteZellstromverlauf bei einer Veränderung der Zellspannung wurde anhand von CottrellschenGleichungen aufgezeichnet und analysiert. Die Cottrellschen Darstellungen zweiermodifizierter Kathoden zeigen eine Trennung der Zweiphasen- und Dreiphasenreaktionszone.Cottrellsches Verhalten einer durchschnittlichen, kommerziellen Kathode kann als eineKombination der modifizierten Kathoden aufgefasst werden. Weitere Analysen zeigen dieMöglichkeit auf, die für die Reaktion verfügbare Katalysatoroberfläche zu quantifizieren, unddass sich ein dünner Elektrolytfilm auf den Katalysatoroberflächen bildet.Die Entdeckung des Auftretens einer Zellstromhysterese durch Temperaturänderung wirdvorgestellt. Der Zellstromverlust nach einem Temperaturzyklus wird durch eineZellspannungserhöhung auf Leerlaufspannung wiederhergestellt. Frühere Untersuchungenzeigen, dass möglicherweise der Transport des erzeugten Wassers für den temporärenZellstromverlust verantwortlich ist. Die Erholung des Zellstroms verläuft proportional zu demBetrag des Zellspannungsanstiegs. Auf der Basis der anfänglichen Untersuchungen und einerintensiven Literaturrecherche wird eine Hypothese zu dem beobachteten Phänomenaufgestellt. Der Effekt wird den Wechselwirkungen der auf der Platinkatalysatoroberflächeadsorbierten Spezies zugeschrieben. Ein auf dem Monte-Carlo-Verfahren basierendes Modellwurde dazu verwendet, die Temperaturabhängigkeit der adsorbierten Phosphorsäure zubeschreiben. Das Modell wird auf Grundlage des Alterungsprozesses des Katalysators, der zueinem Platinpartikelwachstum führt, validiert. Die Ergebnisse der Simulation stimmenqualitativ mit den experimentellen Messungen überein und können daher teilweise den in derHypothese beschriebenen Mechanismus des Zellstromverlustes beweisen.