Основні компоненти та матеріали реактора на водневих паливних елементах

1. Мембранний електродний вузол

Мембранний електрод є ядром реактора, подібним до центрального процесора в комп’ютері, і визначає максимальну продуктивність, термін служби та вартість реактора.Мембранний електродний модуль складається з протонообмінної мембрани, каталізатора та газодифузійного шару (газодифузійного шару).Основні показники ефективності включають вихідну потужність на одиницю площі поверхні (щільність потужності), попит на золото (кількість платини на одиницю вихідної потужності), термін служби та вартість.Технологія каталізаторного покриття (CCM), виробнича технологія другого покоління, використовується у виробництві мембранного електрода з безперервною високошвидкісною виробничою потужністю Roll-to-Rioll.

(1) Протонообмінна мембрана (PEM) Протонообмінна мембрана є основним компонентом протонообмінної мембрани паливного елемента (PEMFC), є різновидом полімерної електролітної мембрани, поточною основною тенденцією протонообмінної мембрани є композитна мембрана, посилена перфторсульфокислотою, протон обмінна мембрана поступово має тенденцію до тоншого, від десятків мікрон до десяти мікрон, зменшує омічну поляризацію передачі протонів, щоб досягти вищої продуктивності.

(2) каталізатор У реакторі водневого паливного елемента реакція окислення водню та реакція відновлення кисню на електроді в основному контролюються каталізатором.Каталізатор є основним фактором, що впливає на поляризацію активації водневих паливних елементів, і вважається ключовим матеріалом водневих паливних елементів.В даний час Pt/C є широко використовуваним каталізатором у паливних елементах, тобто завантаженим каталізатором, який складається з наночастинок Pt, диспергованих на носії вуглецевого порошку (наприклад, XC-72). (3) газодифузійний шар Газодифузійний шар (GDL) складається з основного шару вуглецевого волокна та вуглецевого мікропористого шару, який розташований між полем потоку та мембранним електродом.Основною функцією GDL є забезпечення транспортного каналу для газу, що бере участь у реакції, та утвореної води, а також підтримка мембранного електрода.Тому GDL повинен мати хорошу механічну міцність, відповідну структуру пор, хорошу електропровідність і високу стабільність.

2. Біполярна пластинаБудучи основними конструктивними компонентами реактора, біполярна пластина відіграє роль рівномірного розподілу газу, відведення води, проведення тепла та електрики, на що припадає близько 60% ваги та майже 20% вартості всієї паливної комірки.Його продуктивність безпосередньо впливає на вихідну потужність і термін служби акумулятора.Матеріали біполярної пластини поділяються на вуглецеві та металеві основні матеріали, вуглецева основна пластина поділяється на графітову пластину та композитну плівкову вуглецеву пластину на дві категорії.

Графітова біполярна пластина, як правило, є непористою графітовою пластиною або вуглецевою пластиною як основним матеріалом, а використання верстатів з ЧПК для обробки потоку, технологія внутрішньої графітової біполярної пластини в останні роки розвивалася дуже швидко, технічний рівень порівнянний з іноземними країнами , але товщина зазвичай більше 2 мм.Композитна плівка, натиснута вуглецева пластина в інших країнах, прорвала технологію листів 0,8 мм з такою ж об’ємною щільністю потужності, як металева пластина.