用质谱理解氢杂质对聚合物电解质膜燃料电池性能的影响

烃是生产氢气的主要来源，例如，通过改性化石燃料，天然气或生物质。然而，通过该方法产生的氢不是纯的，而是称为重整产物的气体的混合物。

氢气，氮气，水，一氧化碳和二氧化碳是混合物中的典型气体。其他一世MPURITIONS，包括NH_3.， H₂S和碳氢化合物也存在于混合物中。一些这些污染物对燃料电池的催化剂几乎没有影响，而其他污染物很大。

必须了解这些污染物对燃料电池的性能的影响，以优化纯化程序。质谱和电化学技术等电化学阻抗谱，剥离环状伏安法，电位和电流的实验的组合有助于在杂质对细胞性能对细胞性能的影响背后的原因中获得洞察。电池壳体如图1所示。

图1。细胞住房

实验程序和结果

图2A中的顶部图像描绘了使用乙烯的三种不同的CVS作为示例：在惰性气体中收集的基础CV，CV以100ppm乙烯污染的氩气的连续流动，以及剥离的Cv。在将电极暴露于乙烯污染的氩气后，记录汽提CV一段时间，然后吹扫系统。可以使用质谱法解释不同CVS之间的变化的来源。

一种Hiden（HPR-20 QIC）质谱仪并使用PAR 273A电位仪进行测量。图2A中的底部图像描绘了/ Z = 44信号，其是二氧化碳的结果。这对应于0.6V（连续情况下的30秒和145）的氧化峰，揭示了在潜在的乙烷中产生的脂肪氧化成二氧化碳> 0.35V与Rhe。

图2B显示了信号M / Z = 15和30，其可以在氢进化峰周围观察。这表明在这些低电位下形成甲烷和乙烷。发现催化剂表面上产生的含量的量少，当氢在气相中存在或吸附在乙烷污染的气体中的表面上时较少。这意味着PEM燃料电池的性能受到氢气进料中存在的乙烯的痕量影响的影响。

图2。在80℃和90％RH的燃料电池中记录在燃料电池中，以10mVS-1的扫描速率和选择的M / Z信号。彩色代码：CVS以纯氩（灰色），100ppm乙烯/氩（蓝色），10min吸附100ppm乙烯在0.3V和0.3V的溶液后剥离CV（红色）。b）底部的所有三个信号以100ppm乙烯/氩气记录。

参考

项目摘要：毛东粉丝化学与石油工程系，怀俄明大学，Laramie，Wy 82071，USA

纸张参考：L. xu等。（2014）“催化CH4与CO的重整₂在活性炭基催化剂“施用催化剂A：一般469,387-397

Hiden产品：HPR-20 QIC研发

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