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학술저널
저자정보
이성주 (한양대학교) 유정훈 (한양대학교) 심광보 (한양대학교) 이성철 (한양대학교)
저널정보
한양대학교 세라믹공정연구센터 Journal of Ceramic Processing Research Journal of Ceramic Processing Research 제17권 제7호
발행연도
2016.7
수록면
773 - 777 (5page)

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In a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), the microstructure of cathode catalyst layer (CL) is critical in theperformance optimization due to the sluggish oxygen reduction reaction. Nevertheless, in most of macroscale computationalfluid dynamics (CFD) model, the CL has been treated as an interface or considered to be homogeneous. The CLs are composedof four phases: carbon, ionomer, binding platinum (Pt) nanoparticles and pores. One of the most important- and most difficultfactorsto model in a PEMFC is the mass transport through CLs due to the complex interconnection of the phases. To describethe phenomena in the porous CLs, the macroscopic fuel cell models employ effective transport properties for reactant andcharge transport, which are exceedingly difficult to measure. In this work, the CL was characterized by the focused ion beam(FIB)-scanning electron microscope (SEM); the segmented images were integrated to create the three-dimensionallyreconstructed CL for the analysis of the microstructure. The structural parameters obtained from the reconstruction wereimplemented into a PEMFC cathode model to investigate their influence on the prediction of cell performance. In the predictedcell polarization, the reconstruction-based parameters resulted in maximum difference of 26% in the current density at 0.7 V. Consequently, it could be argued that the reconstruction method is essential for the modeling and design of the CLs to considerthe realistic microstructure.
#PEMFC #Catalyst layer #Reconstruction #Model

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B. C. H. Steele / 2001 / Nature 414:345~352 google schola S. Gottesfeld / 1997 / Advances in Electrochemical Science and Engineering 5 / Wiley and Sons :226 google schola M. Eikerling / 2007 / Encyclopedia of Electrochemistry / Wiley-VCH :125 google schola M. Eikerling / 2005 / Fuel Cell Rev :24 google schola T. Berning / 2003 / J. Electrochem. Soc 150:A1589~A1598 google schola

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