Kľúčové komponenty a materiály reaktora s vodíkovými palivovými článkami

1. Zostava membránovej elektródy

Membránová elektróda je jadrom reaktora, podobne ako CPU v počítači, a určuje maximálny výkon, životnosť a cenu reaktora.Modul membránovej elektródy pozostáva z membrány na výmenu protónov, katalyzátora a vrstvy difúzie plynu (vrstva difúzie plynu).Medzi hlavné ukazovatele výkonu patrí výkon na jednotku plochy (hustota výkonu), dopyt po zlate (množstvo platiny na jednotku výkonu), životnosť a náklady.Technológia Catalyst Coating (CCM), druhá generácia výrobnej technológie, sa používa pri výrobe membránovej elektródy s nepretržitou vysokorýchlostnou výrobnou kapacitou Roll-to-Rioll.

(1) Membrána na výmenu protónov (PEM) Membrána na výmenu protónov je hlavnou zložkou palivového článku s membránou na výmenu protónov (PEMFC), je druhom polymérnej elektrolytovej membrány, súčasným hlavným trendom membrány na výmenu protónov je kompozitná membrána zosilnená kyselinou perfluórsulfónovou, protón výmenná membrána sa postupne stenčuje, desiatky mikrónov až desať mikrónov, znižuje ohmickú polarizáciu prenosu protónov, aby sa dosiahol vyšší výkon.

(2) katalyzátor V reaktore vodíkového palivového článku je oxidačná reakcia vodíka a redukčná reakcia kyslíka na elektróde riadená hlavne katalyzátorom.Katalyzátor je hlavným faktorom ovplyvňujúcim aktivačnú polarizáciu vodíkových palivových článkov a je považovaný za kľúčový materiál vodíkových palivových článkov.V súčasnosti je Pt/C bežne používaným katalyzátorom v palivových článkoch, to znamená plneným katalyzátorom, ktorý pozostáva z Pt nanočastíc dispergovaných na uhlíkovom prášku (ako je XC-72) nosič. (3) plynová difúzna vrstva Plynová difúzna vrstva (GDL) pozostáva zo základnej vrstvy z uhlíkových vlákien a uhlíkovej mikroporéznej vrstvy, ktorá sa nachádza medzi prúdovým poľom a membránovou elektródou.Hlavnou funkciou GDL je poskytnúť transportný kanál pre plyn zapojený do reakcie a vytvorenú vodu a podporovať membránovú elektródu.Preto musí mať GDL dobrú mechanickú pevnosť, vhodnú štruktúru pórov, dobrú elektrickú vodivosť a vysokú stabilitu.

2. Bipolárna platňaAko základné konštrukčné prvky reaktora hrá bipolárna doska úlohu rovnomernej distribúcie plynu, odvádzania vody, vedenia tepla a elektriny, čo predstavuje približne 60 % hmotnosti a takmer 20 % nákladov na celý palivový článok.Jeho výkon priamo ovplyvňuje výstupný výkon a životnosť batérie.Bipolárne doskové materiály sú rozdelené na uhlíkové a kovové základné materiály, uhlíková základná doska je rozdelená na grafitovú dosku a uhlíkovú dosku z kompozitného filmu do dvoch kategórií.

Grafitová bipolárna doska je všeobecne neporézna grafitová doska alebo uhlíková doska ako základný materiál a použitie CNC obrábacích strojov na spracovanie toku, domáca grafitová bipolárna doska sa v posledných rokoch veľmi rýchlo rozvíjala, technická úroveň je porovnateľná so zahraničím , ale hrúbka je zvyčajne viac ako 2 mm.Uhlíková doska lisovaná z kompozitného filmu v zahraničí prerazila technológiu plechu s hrúbkou 0,8 mm s rovnakou hustotou objemového výkonu ako kovová platňa.