基于多孔碳载体局部电解质结构传质特征的仿真技术方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多孔碳载体局部电解质结构传质特征的仿真技术方法，包括具有孔通道的多孔碳载体模型构建、催化剂担载和电解质薄膜覆盖模型构建、反应物传输过程模型构建、以及物质分布和传输数据获取与分析。仿真计算模型采用LAMMPS软件平台执行所有分子动力学模拟，所构建的模型均为微观物理模型。本发明专利技术着眼于微观尺度，旨在探究电解质在多孔碳载体孔通道中的分布与传质机制，以及催化层多孔碳载体中微孔通道内质子和氧气的快速渗透和扩散行为，提高对催化反应性能的理解，实现对燃料电池催化层中多孔碳传质过程的精确揭示，指导优化电池设计，提高燃料电池性能和运行效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学燃料电池领域，具体涉及到质子交换膜燃料电池中，对多孔碳载体孔通道中的物质分布和传输过程微观物理模型的仿真。

技术介绍

1、催化层是质子交换膜燃料电池(简称pemfc)的重要组成部件之一，在催化层内部发生着重要的电化学反应。催化层是由催化剂颗粒、催化剂载体和电解质薄膜组成的多孔结构。反应物需要穿过覆盖在催化剂表面的电解质薄膜，到达催化剂活性位点处参加电化学反应。多孔碳载体因其高的比表面积、优异的电导率以及可灵活调整的孔隙结构等特性，有助于增加催化剂活性位点数量，并改善反应物如质子和氧气传输到达反应位点的能力，在燃料电池领域被广泛应用。

2、多孔碳载体中的孔通道结构，对离子聚合物电解质结构和反应物传输有着至关重要的影响。然而由于催化层结构尺寸极小，很难利用实验观测多孔碳载体孔道结构中的结构和传输过程，因此阻碍了对其结构过程机理的分析。采用分子动力学模拟能够帮助探究纳米级别的结构和传输特性，指导燃料电池多孔碳载体的结构设计，从而大幅降低实验成本并缩短研发周期。

3、惯用的分子动力学建模研究无法考虑多孔碳载体特殊的孔通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于多孔碳载体局部电解质结构传质特征的仿真技术方法，仿真计算模型采用LAMMPS软件平台执行所有分子动力学模拟，其特征是：所构建的模型均为微观物理模型，共包括4个部分，具体建模步骤如下：

【技术特征摘要】

1.基于多孔碳载体局部电解质结构传质特征的仿真技术方法，仿真计算模型采用lammps软件平台执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊林浩，左瑞旺，王家歧，焦魁，杜青，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：