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作者：张剑飞;徐勇;屈治国;
单位：西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室/能源与动力工程学院;
摘要：质子交换膜水电解槽以电能为驱动力实现水分解成氧气和氢气。在水电解的过程中，阳极催化层是影响电解槽性能的核心部件之一，离聚物是催化层的重要成分，建立考虑离聚物吸水膨胀特性的一维电解槽模型，通过当量质量来修正离聚物的质子电导率，采用收缩电阻理论计算不同离聚物含量时的界面接触电阻，以长链和短链6种不同当量质量的离聚物为研究对象，分析其对电解槽性能的影响。研究发现，由于催化层中过多的离聚物会覆盖催化剂的活性位点，阳极催化层中的离聚物含量存在最优值。在使用不同类型的离聚物时，由于吸水性不同，最优离聚物含量不同，与离聚物吸水膨胀后催化层的孔隙率相关。据此，提出了最优孔隙率相关公式。此外，短链离聚物的性能在吸水膨胀前后的始终强于长链离聚物，证明了短链离聚物的优势。研究能够为质子交换膜水电解槽催化层的优化设计提供参考依据。
关键词：电解水;;质子交换膜水电解槽;;阳极催化层;;离聚物膨胀
基金资助：国家自然科学基金“叶企孙”科学基金(U2441281);; 陕西省重点研发计划(2024CY2-GJHX-88);; 陕西省创新人才推进计划-科技创新团队(2024RS-CXTD-35)
