Klíčové komponenty a materiály vodíkového reaktoru s palivovými články

1. Sestava membránové elektrody

Membránová elektroda je jádrem reaktoru, podobně jako CPU v počítači, a určuje maximální výkon, životnost a cenu reaktoru.Modul membránové elektrody se skládá z membrány pro výměnu protonů, katalyzátoru a vrstvy difúze plynu (vrstva difúze plynu).Mezi hlavní výkonnostní ukazatele patří výkon na jednotku plochy (hustota výkonu), poptávka po zlatě (množství platiny na jednotku výkonu), životnost a náklady.Technologie Catalyst coating (CCM), druhá generace výrobní technologie, se používá při výrobě membránové elektrody s nepřetržitou vysokorychlostní výrobní kapacitou Roll-to-Rioll.

(1) Membrána pro výměnu protonů (PEM) Membrána pro výměnu protonů je základní složkou palivového článku s membránou pro výměnu protonů (PEMFC), je druh polymerní elektrolytové membrány, současným hlavním trendem membrány pro výměnu protonů je kompozitní membrána zesílená kyselinou perfluorosulfonovou, proton výměnná membrána se postupně ztenčuje, od desítek mikronů až po deset mikronů, snižuje ohmickou polarizaci přenosu protonů, aby bylo dosaženo vyššího výkonu.

(2) katalyzátor V reaktoru vodíkového palivového článku je oxidační reakce vodíku a redukční reakce kyslíku na elektrodě řízena hlavně katalyzátorem.Katalyzátor je hlavním faktorem ovlivňujícím aktivační polarizaci vodíkových palivových článků a je považován za klíčový materiál vodíkových palivových článků.V současnosti je Pt/C běžně používaným katalyzátorem v palivových článcích, tj. plněný katalyzátor, který se skládá z Pt nanočástic rozptýlených na uhlíkovém prášku (jako je XC-72) nosič. (3) plynová difúzní vrstva Plynová difúzní vrstva (GDL) se skládá ze základní vrstvy z uhlíkových vláken a uhlíkové mikroporézní vrstvy, která se nachází mezi proudovým polem a membránovou elektrodou.Hlavní funkcí GDL je poskytovat transportní kanál pro plyn zapojený do reakce a generovanou vodu a podporovat membránovou elektrodu.Proto musí mít GDL dobrou mechanickou pevnost, vhodnou strukturu pórů, dobrou elektrickou vodivost a vysokou stabilitu.

2. Bipolární deskaJako konstrukční součásti jádra reaktoru hraje bipolární deska roli rovnoměrné distribuce plynu, odvádění vody, vedení tepla a elektřiny, což představuje asi 60 % hmotnosti a téměř 20 % nákladů celého palivového článku.Jeho výkon přímo ovlivňuje výstupní výkon a životnost baterie.Bipolární deskové materiály se dělí na uhlíkové a kovové základní materiály, uhlíková základní deska se dělí na grafitovou desku a kompozitní filmovou uhlíkovou desku do dvou kategorií.

Grafitová bipolární deska je obecně neporézní grafitová deska nebo uhlíková deska jako základní materiál a použití CNC obráběcích strojů pro zpracování toku, domácí technologie grafitových bipolárních desek se v posledních letech velmi rychle rozvíjela, technická úroveň je srovnatelná se zahraničím , ale tloušťka je obvykle větší než 2 mm.Uhlíková deska lisovaná z kompozitní fólie v cizích zemích prorazila technologii plechu 0,8 mm se stejnou hustotou objemového výkonu jako kovová deska.