高温ポリマー電解質膜燃料電池における極性損失に対するアノードの役割を緩和時間分布解析を用いて理解する

高温ポリマー電解質膜燃料電池（HT-PEMFC）の極性損失に対するアノードの役割を調査するために、緩和時間分布（DRT）法を用いてインピーダンスデータを分析しました。これにより、アノードの動作条件（加湿、窒素希釈、及び一酸化炭素（CO）不純物）を変化させ、そのNyquistプロットおよびDRTスペクトルへの影響を研究しました。水素の加湿はリン酸を希釈することが明らかになり、その結果がDRTに現れます。アノードガスの窒素希釈は、質量輸送（MT）抵抗をわずかに増加させます。さらに、アノードガスにCOを添加すると、インピーダンスに影響を与え、特にORR動力学および酸素MTに典型的に割り当てられる中周波数および低周波数帯において変化が見られました。インピーダンスデータの詳細な分析のために、各電極によって引き起こされる過剰電圧を分離するために参照電極が使用されました。アノードのDRTスペクトルは1 kHzで1つのピークのみを示します。COの存在下で、アノード半セル電位が上昇するに従って副反応が生じる第二のピークが現れました。アノード上のCOは、低下したセル電位を介してカソードに影響を及ぼすことが分かり、CO自体によって直接的に影響されるわけではありません。