Hidrojen yakıt hücresi reaktörü ana bileşenleri ve malzemeleri

1. Membran elektrot düzeneği

Membran elektrot, bir bilgisayardaki CPU'ya benzer şekilde reaktörün çekirdeğidir ve reaktörün maksimum performansını, ömrünü ve maliyetini belirler.Membran elektrot modülü, bir proton değişim membranı, bir katalizör ve bir gaz difüzyon katmanından (gaz difüzyon katmanı) oluşur.Ana performans göstergeleri, birim yüzey alanı başına güç çıkışı (güç yoğunluğu), altın talebi (birim güç çıkışı başına platin miktarı), ömür ve maliyeti içerir.Roll-to-Rioll sürekli yüksek hızlı üretim kapasiteli membran elektrot üretiminde ikinci nesil üretim teknolojisi olan Catalyst Coating (CCM) teknolojisi kullanılmaktadır.

(1) Proton Değiştirme Membranı (PEM) Proton Değiştirme Membranı, proton değiştirme membranı yakıt hücresinin (PEMFC) temel bileşenidir, bir tür polimer elektrolit membrandır, proton değiştirme membranının mevcut ana akım eğilimi perflorosülfonik asitle zenginleştirilmiş kompozit membrandır, proton değişim membranı, daha yüksek performans elde etmek için kademeli olarak onlarca mikrondan on mikrona kadar incelme eğilimindedir, proton transferinin omik polarizasyonunu azaltır.

(2) katalizör Hidrojen yakıt hücresinin reaktöründe, hidrojenin oksidasyon reaksiyonu ve elektrot üzerindeki oksijenin indirgeme reaksiyonu esas olarak katalizör tarafından kontrol edilir.Katalizör, hidrojen yakıt hücrelerinin aktivasyon polarizasyonunu etkileyen ana faktördür ve hidrojen yakıt hücrelerinin ana malzemesi olarak kabul edilir.Şu anda Pt/C, yakıt hücrelerinde yaygın olarak kullanılan katalizördür, yani karbon tozu (XC-72 gibi) taşıyıcıya dağılmış Pt nanoparçacıklarından oluşan yüklü katalizördür. (3) gaz difüzyon tabakası Gaz difüzyon tabakası (GDL), bir karbon fiber taban tabakasından ve akış alanı ile membran elektrodu arasında yer alan bir karbon mikro gözenekli tabakadan oluşur.GDL'nin ana işlevi, reaksiyonda yer alan gaz ve üretilen su için bir taşıma kanalı sağlamak ve membran elektrotunu desteklemektir.Bu nedenle, GDL iyi mekanik dayanıma, uygun gözenek yapısına, iyi elektriksel iletkenliğe ve yüksek kararlılığa sahip olmalıdır.

2. çift ​​kutuplu plakaReaktörün ana yapısal bileşenleri olan çift kutuplu plaka, gazı eşit şekilde dağıtma, suyu boşaltma, ısı ve elektriği iletme rolünü oynar ve tüm yakıt hücresinin ağırlığının yaklaşık %60'ını ve maliyetinin yaklaşık %20'sini oluşturur.Performansı, pilin çıkış gücünü ve hizmet ömrünü doğrudan etkiler.Bipolar plaka malzemeleri karbon ve metal taban malzemelerine ayrılır, karbon taban plakası grafit plakaya ve kompozit film karbon plakaya iki kategoriye ayrılır.

Grafit çift kutuplu levha, temel malzeme olarak genellikle gözeneksiz grafit levha veya karbon levhadır ve akış işleme için CNC takım tezgahlarının kullanımı, son yıllarda yerli grafit çift kutuplu levha teknolojisi çok hızlı gelişmiştir, teknik seviye yabancı ülkelerle karşılaştırılabilir , ancak kalınlık genellikle 2 mm'den fazladır.Yabancı ülkelerde kompozit film preslenmiş karbon levha, metal levha ile aynı hacim güç yoğunluğuna sahip 0,8 mm levha teknolojisini kırmıştır.