如今，氢能在能源转型中占据核心地位，拉曼光谱技术为燃料电池等可再生能源领域提供了有力支持。其非破坏性和非侵入性的特点能够揭示组件的化学结构信息，有助于我们更深入地理解燃料电池制造过程中的各个阶段和运行机制。本次为大家推荐三篇拉曼光谱技术应用于燃料电池表征的相关文献。
背 景 本研究深入探讨了阴极催化剂材料在聚合物电解质燃料电池（PEFCs）中的核心作用，通过对比炭黑（CB）与石墨化炭黑（GCB）作为载体材料，探究了碳负载 Pt 催化剂的耐久性。
摘 要 借助电化学测试与拉曼光谱分析技术，研究发现，在电压阶跃循环测试中，Pt/GCB 催化剂相较于 Pt/CB 催化剂展现出了更高的耐腐蚀性和更长的半衰期。本文中，研究人员通过拉曼谱峰面积比的变化来评估催化剂的降解程度，进一步揭示了不同 GCB 负载量的催化剂在降解速率上的差异。拉曼光谱所测得的降解速率与电化学测量结果之间的高度一致性，凸显了拉曼光谱在探究催化剂腐蚀过程方面的有效性。本研究强调，深入理解催化剂的降解机制对于推动 PEFC 技术的发展具有重要意义。
关 键 词 电解质燃料电池；电化学；拉曼光谱；电压阶跃法；催化剂
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA LabRAM HR 800 拉曼光谱仪测量样品的拉曼光谱。研究展示了显微拉曼光谱在表征催化剂降解方面的独特作用，这对于优化燃料电池技术，实现更高效的能量转换至关重要。
Hara M, et al. Electrochemical and Raman spectroscopic evaluation of Pt/graphitized carbon black catalyst durability for the start/stop operating condition of polymer electrolyte fuel cells[J]. Electrochimica Acta, 2012, 70: 171-181.
背 景 本文介绍了一种专为固体氧化物燃料电池（SOFC）电极表面原位测试设计的小型加热平台，该平台能够实现对阳极氧化过程的原位表征和在线拉曼光谱研究。通过将电化学与光谱技术相结合，该平台为电化学过程的深入探究提供了有力的工具支持，有助于更好地理解反应机制，并有望解决 SOFC 阳极在耐久性和杂质耐受性方面面临的挑战。
摘 要 初步研究利用该平台持续收集了 Ni-CGO 金属陶瓷电极在还原过程中 NiO 特征带的拉曼光谱，以观察其氧化状态的变化。研究结果显示，在还原过程中，NiO 的谱峰强度首先呈现增强趋势，之后随着电化学势的急剧下降而迅速减弱直至消失。这一现象表明，在 NiO 完全还原之前，已经形成了导电通路。这种原位电化学拉曼装置在探索反应动力学、反应机制以及其他多样化表征方面展现出了极为重要的作用。
关 键 词 固体氧化物燃料电池；原位表征；拉曼光谱；金属陶瓷电极；电化学势
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA LabRAM HR 800 拉曼光谱仪观察 Ni-CGO 氧化状态的变化，有助于更好地理解电化学反应机制。
Brightman E, et al. Designing a miniaturised heated stage for in situ optical measurements of solid oxide fuel cell electrode surfaces, and probing the oxidation of solid oxide fuel cell anodes using in situ Raman spectroscopy[J]. Review of Scientific Instruments, 2012, 83(5): 053707.
背 景 显微拉曼技术可用于研究聚合物燃料电池膜的水含量，这一含量是其关键功能参数之一。全氟磺酸聚合物电解质作为燃料电池的核心组件，其水分含量对导电性和气体渗透性具有显著影响。本文通过分析燃料电池膜的水合行为，表明了有效热管理在提升燃料电池性能中的关键作用。
摘 要 本研究利用显微拉曼光谱技术，监测了在不同操作条件下， Nafion 和 Aquivion? 膜中水分的分布情况。深度分布曲线揭示出，水含量在膜内呈线性分布，且阴极侧的水含量相对较高。此外，水含量的分布还受到相对湿度、气体化学计量比以及电流密度等多种因素的影响。随着电流的增加，膜的温度会上升，从而导致膜脱水，进而影响质子的迁移率，最终影响燃料电池的整体性能。由于 Aquivion? 膜具有较高的磺酸基密度，因此表现出优异的水保持性能，这也意味着其欧姆损耗相对较低。本研究结合系统建模与优化分析，进一步揭示了有效的热管理对于燃料电池性能优化的重要性。
关 键 词 显微拉曼技术；燃料电池；全氟磺酸聚合物；水合行为；热管理系统
HORIBA 技 术 本文使用了 HORIBA 共焦显微拉曼光谱仪监测了在不同操作条件下， Nafion 和 Aquivion? 膜中水分的分布情况，深入分析了膜的水合行为。
Zhe P, et al. Electrochemical and Raman spectroscopic evaluation of Pt/graphitized carbon black catalyst durability for the start/stop operating condition of polymer electrolyte fuel cells[J]. Journal of the Power Sources, 2017, 365: 200-211.
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