温度对质子交换膜扩散性能影响的分子动力学模拟

• 作者: 林鸿 陈磊 陶文铨
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 分子动力学模拟 Materials Studio软件 扩散系数 Nafion 117膜
• 年，卷（期）: 2011,（7）
• 页码范围: 1-4,14
• 分类号: TK124
• 语种: 中文

摘要

为了研究Nafion膜的微细观结构及其输运特性,针对目前广为采用的Nafion 117膜并基于Materials Studio软件平台构建了一种分子动力学计算模型,在温度分别为300、353 K时,对其实施了计算,得到了不同水含量下Nafion 117膜的元胞结构,并依据该模型计算了水分子和水合氢离子的扩散系数.模拟结果表明:质子交换膜元胞的密度随水含量的增加而下降,和实验值基本一致,最大偏差在8％以内(300 K)；当温度升高时,膜元胞密度降低,这与温度升高、膜体积膨胀导致密度降低的宏观分析完全一致.同时,研究了膜水含量、温度对水分子和水合氢离子在膜内的扩散系数的影响,增加水含量可以提高膜的质子传导率,同一温度下水含量越大,水分子和水合氢离子的扩散系数越大,且同一水含量下温度越高,水分子和水合氢离子的扩散系数越大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陶文铨	西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室	303	3542	30.0	45.0
2	林鸿	西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室	6	30	3.0	5.0
3	陈磊	西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室	22	284	7.0	16.0