Die Auswirkung der Dicke des Nickelschaums auf die Zellleistung

Nickelschaum verfügt über eine einzigartige dreidimensionale (3-D)-Netzwerkstruktur, die den effizienten Einsatz von Katalysatoren unterstützt und häufig als Elektrodenträgermaterial für alkalische Direktalkohol-Brennstoffzellen verwendet wird.
Die Dicke des Nickelschaums hat Einfluss auf die Batterieleistung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Dicke sowohl den Stofftransport als auch die Elektronenleitung beeinflusst und dass es eine optimale Dicke gibt. Die Leitfähigkeit nimmt mit abnehmender Dicke des Nickelschaums zu. Allerdings verengt sich der entsprechende dreidimensionale Raum, was zu einer teilweisen Katalysatoragglomeration und einem behinderten Stofftransfer führt. Die Zellleistung von 0,6 mm Nickelschaumelektroden ist denen von 0,3 und 1,0 mm überlegen. Um die katalytische Funktion des Katalysators voll auszunutzen, wird eine gemischte säuregeätzte Nickelschaumelektrode mit einer geringeren Pd-Beladung (0.35 mg cm−2) mithilfe einer spontanen Abscheidungsmethode hergestellt. Die einzelne alkalische Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (ADEFC) hat eine maximale Leistungsdichte von 30 mW cm-2, doppelt so viel wie die mit Salzsäure behandelte Nickelschaumelektrode. Die Leistungsverbesserung wird auf die durch das Ätzen mit gemischten Säuren erzeugten Mikrolöcher zurückgeführt, die die Rauheit des Skeletts und die elektrochemisch aktive Oberfläche des Katalysators erhöhen.