本文選題：PEM　切入點：燃料電池　出處：《沈陽建筑大學學報(自然科學版)》2017年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：目的研究高溫質子交換膜(HT-PEM)燃料電池陰極氧還原反應特性,分析不同溫度對反應系統能量、鍵長、鍵角和反應粒子運動速度的變化規(guī)律.方法建立HT-PEM燃料電池陰極催化劑Pt(1 1 1)表面及氧分子模型,運用分子動力學原理,根據密度泛函理論和第一性原理,模擬HT-PEM燃料電池陰極氧分子在催化劑Pt(1 1 1)表面的吸附和4個氫離子依次與氧分子反應等過程.結果氧分子的吸附和第1個氫離子與氧分子反應的時間最長;反應生成物水分子的鍵長為0.099 nm,H-O-H鍵角為104.5°,與實際測量值相符.結論各步反應中,鍵長達到平衡需要的時間比鍵角達到平衡需要的時間短;隨著溫度的提高,各個反應粒子運動速度加快,系統能量達到平衡時需要的時間縮短,導致電化學反應速度提高.
[Abstract]:Objective to study the cathodic oxygen reduction characteristics of high temperature proton exchange membrane (HT-PEM) fuel cells and analyze the effects of different temperatures on the energy and bond length of the reaction system. Methods the surface and oxygen molecular models of HT-PEM fuel cell cathode catalyst Pt(1 11) were established. According to the density functional theory and the first principle, the molecular dynamics principle was used. The adsorption of cathode oxygen molecules on the surface of HT-PEM fuel cell and the reaction of four hydrogen ions with oxygen molecules were simulated. The results showed that the adsorption of oxygen molecules and the reaction of the first hydrogen ions with oxygen molecules took the longest time. The bond length of water molecule is 0.099 nm ~ (-1) H ~ (-O-H) bond angle is 104.5 擄, which is consistent with the measured value. Conclusion in each step reaction, the time needed to achieve equilibrium is shorter than that of bond angle, and with the increase of temperature, the time needed to achieve equilibrium is shorter. The moving speed of each reaction particle is accelerated, and the time required for the system energy balance is shortened, which leads to the increase of the electrochemical reaction speed.
【作者單位】： 沈陽建筑大學交通工程學院;沈陽建筑大學機械工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(51476107) 遼寧省科技廳項目(2015020627,LZ2015062)
【分類號】：TM911.4

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