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양성자 교환막 물 전해질(PEMWE)은 직접적으로 압력 하에서 수소를 생산할 수 있어, 하류 압축의 필요성을 줄여줍니다. 실험 연구들은 일관되게 압력 상승 하에서 PEMWE 작동 전압의 하-너른스적 증가를 보고해왔습니다; 그러나 기존의 모델링 접근법들은 이러한 행동에 대한 만족스러운 설명을 제공하는 데 어려움을 겪었습니다. 여기서는 PEMWE 작동에서 압력 효과의 운동학적 기원을 밝히기 위한 이론-실험 결합 연구가 제시됩니다. 차별적 및 균형 압력 하에서 수행된 실험은 캐소드 압력에 의해 지배되는 PEMWE 편극 곡선의 하-너른스적 반응을 보여주는 반면, 아노드 압력은 운동학적 효과를 보이지 않습니다. 이 행동은 고정된 기준 전위 스케일에서 활성화 손실에 대한 산소 발생(OER), 수소 발생(HER), 및 수소 산화(HOR) 반응의 명확한 기여를 고려하는 새로운 운동학적 모델링 프레임워크를 사용하여 설명됩니다. 이 모델은 여러 운영 압력에서 수집된 편극 데이터를 동시에 맞춤으로써 실험적으로 관찰된 하-너른스 전압 반응을 정확하게 재현합니다. 또한, 이 모델은 중간 전류 밀도에서 관찰된 비선형 타펠 행동의 편차에 대한 운동학적 설명을 제공합니다. • PEMWE에서 차별적 및 균형 압력 하에서 최대 10 바까지 하-너른스 전압 이동이 실험적으로 확인됩니다. • 캐소드 압력은 iR-비례 전압 이동을 지배하며, 아노드 압력은 운동학적 효과를 보이지 않습니다. • HER/HOR 및 OER/ORR을 명확히 고려하는 고정 기준 운동학적 모델이 도입됩니다. • 이 모델은 질량 수송 한계를 호출하지 않고 여러 압력에서 하-너른스 전압 반응을 재현합니다. • 압력 효과는 평형 근처에서 HER와 HOR 간의 경쟁에서 발생합니다.
Kabamba 외, (수), 이 문제를 연구했습니다.