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Stationary and Damped Oscillations in a Direct Formic Acid Fuel Cell (DFAFC) using Pt/C
Electrochimica Acta ( IF 5.5 ) Pub Date : 2017-03-26 02:34:28 Andressa Mota-Lima, Djalma R. Silva, Luiz H.S. Gasparotto, Ernesto R. Gonzalez
Electrochimica Acta ( IF 5.5 ) Pub Date : 2017-03-26 02:34:28 Andressa Mota-Lima, Djalma R. Silva, Luiz H.S. Gasparotto, Ernesto R. Gonzalez
Herein, we report damped and stationary oscillations during Formic Acid oxidation (FAO) under galvanostatic control in a Direct Formic Acid fuel cell (DFAFC). Using Pt/C catalyst in a practical DFAFC, the anodic electrode are allowed to rise its potential up to 600mV, at the most, which, in turn leads to solely presence of damped oscillations during FAO. When employing dynamic hydrogen electrode (DHE) for measuring anodic voltage values, in a half-DFAFC, larger potential accessed with anodic gas diffusion electrode (GDE) undergoing FAO. With it, stationary oscillatory patterns are observed with an average potential equal to 1V and with maximum potential equal to 1.25V. Such high maximum-potential oscillations are reproduced in experiments with rotating disc electrode (RDE), indicating, thus, that such behaviour derives from chemical mechanism rather than possible spatial coupling in a DFAFC. And, to explained it, we suggest to add to current oscillatory mechanism for FAO the steps originally proposed by Tian and Conway (2005) that involves direct chemical reaction of surface oxide with the bulk formic acid (or formate). Finally, we found that maximum potential of stationary oscillations is controlled by bulk formic acid diffusion, thus, a DFAFC with improving FA diffusion on the GDE would allow the presence of stationary oscillation in practical conditions, which is wanted given the improved efficiency as elucidated with the help of overvoltage analysis.
中文翻译:
使用Pt / C的直接甲酸燃料电池(DFAFC)中的平稳振荡和阻尼振荡
在本文中,我们报告了在直接甲酸燃料电池(DFAFC)的恒电流控制下,在甲酸氧化(FAO)期间的阻尼振荡和平稳振荡。在实际的DFAFC中使用Pt / C催化剂,可使阳极电极的电位最大增加到600mV,这又导致在FAO期间仅存在阻尼振荡。当使用动态氢电极(DHE)来测量阳极电压值时,在半DFAFC中,使用经过FAO的阳极气体扩散电极(GDE)可获得更大的电势。使用它,可以观察到平均电势等于1V且最大电势等于1.25V的固定振荡模式。在旋转圆盘电极(RDE)的实验中重现了如此高的最大潜在振荡,因此,这种行为源自化学机理,而不是DFAFC中可能的空间耦合。并且,为了对其进行解释,我们建议在Tian和Conway(2005)最初提出的步骤中增加粮农组织的当前振荡机制,该步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。我们建议在粮农组织当前的振荡机制中增加最初由Tian和Conway(2005)提出的步骤,这些步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。我们建议在粮农组织当前的振荡机制中增加最初由Tian和Conway(2005)提出的步骤,这些步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。
更新日期:2017-03-26
中文翻译:
使用Pt / C的直接甲酸燃料电池(DFAFC)中的平稳振荡和阻尼振荡
在本文中,我们报告了在直接甲酸燃料电池(DFAFC)的恒电流控制下,在甲酸氧化(FAO)期间的阻尼振荡和平稳振荡。在实际的DFAFC中使用Pt / C催化剂,可使阳极电极的电位最大增加到600mV,这又导致在FAO期间仅存在阻尼振荡。当使用动态氢电极(DHE)来测量阳极电压值时,在半DFAFC中,使用经过FAO的阳极气体扩散电极(GDE)可获得更大的电势。使用它,可以观察到平均电势等于1V且最大电势等于1.25V的固定振荡模式。在旋转圆盘电极(RDE)的实验中重现了如此高的最大潜在振荡,因此,这种行为源自化学机理,而不是DFAFC中可能的空间耦合。并且,为了对其进行解释,我们建议在Tian和Conway(2005)最初提出的步骤中增加粮农组织的当前振荡机制,该步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。我们建议在粮农组织当前的振荡机制中增加最初由Tian和Conway(2005)提出的步骤,这些步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。我们建议在粮农组织当前的振荡机制中增加最初由Tian和Conway(2005)提出的步骤,这些步骤涉及表面氧化物与大量甲酸(或甲酸)的直接化学反应。最后,我们发现固定振荡的最大电势受大量甲酸扩散控制,因此,DFAFC在GDE上具有改进的FA扩散,将允许在实际条件下存在固定振荡,鉴于提高了的效率,这是需要的。过压分析的帮助。