质子交换膜燃料电池阴极电化学反应路径分析

作     者：孙红 蔡小玉 王逊 

作者机构：沈阳建筑大学交通与机械工程学院辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学理学院辽宁沈阳110168 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2013年第34卷第1期

页      面：95-98页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然基金(No.51176131) 辽宁省自然基金(No.20102187) 沈阳市科技计划(No.F11-264-1-01) 

主　　题：质子交换膜燃料电池 电化学反应 过氧化氢 能垒 

摘      要：质子交换膜燃料电池阴极电化学反应对其性能有至关重要的影响。论文基于二电子反应机理,模拟了质子交换膜燃料电池阴极氧和质子电化学反应路径,分析了电化学反应过程中各个步骤能量变化规律和氢氧键形成机制。研究发现,氧分子还原过程中,4个质子逐个接近氧分子,形成氢氧键,最终生成2个水分子;第一个质子采用和氧分子氢氧键102°夹角的方向接近其中一个氧原子,形成第一个氢氧键;当第二个质子和另一个氧原子构成氢氧键时,需要很大的活化能,这是氧还原反应的控制步骤,生成中间产物过氧化氢。研究结果为理解质子交换膜燃料电池电化学反应原理,推动质子交换膜燃料电池的应用具有重要意义。