Kerncomponenten en materialen van de waterstofbrandstofcelreactor

1. Membraan elektrode montage

De membraanelektrode is de kern van de reactor, vergelijkbaar met de CPU in een computer, en bepaalt de maximale prestaties, levensduur en kosten van de reactor.De membraanelektrodemodule bestaat uit een protonenuitwisselingsmembraan, een katalysator en een gasdiffusielaag (gasdiffusielaag).De belangrijkste prestatie-indicatoren zijn vermogen per oppervlakte-eenheid (vermogensdichtheid), vraag naar goud (hoeveelheid platina per eenheid vermogen), levensduur en kosten.Katalysatorcoating (CCM) -technologie, de tweede generatie productietechnologie, wordt gebruikt bij de productie van membraanelektroden, met een continue hogesnelheidsproductiecapaciteit van Roll-to-Rioll.

(1) Protonenuitwisselingsmembraan (PEM) Protonenuitwisselingsmembraan is de kerncomponent van protonenuitwisselingsmembraan-brandstofcel (PEMFC), is een soort polymeerelektrolytmembraan, de huidige mainstream trend van protonenuitwisselingsmembraan is met perfluorsulfonzuur verbeterd composietmembraan, proton uitwisselingsmembraan neigt geleidelijk te verdunnen, tientallen micron tot tien micron, vermindert de ohmse polarisatie van protonoverdracht om hogere prestaties te bereiken.

(2) katalysator In de reactor van de waterstofbrandstofcel worden de oxidatiereactie van waterstof en de reductiereactie van zuurstof op de elektrode voornamelijk geregeld door een katalysator.Katalysator is de belangrijkste factor die de activeringspolarisatie van waterstofbrandstofcellen beïnvloedt en wordt beschouwd als het belangrijkste materiaal van waterstofbrandstofcellen.Momenteel is Pt/C de veelgebruikte katalysator in brandstofcellen, dat wil zeggen de beladen katalysator die bestaat uit Pt-nanodeeltjes gedispergeerd op de koolstofpoeder (zoals XC-72) drager. (3) gasdiffusielaag De gasdiffusielaag (GDL) bestaat uit een basislaag van koolstofvezel en een microporeuze koolstoflaag, die zich tussen het stromingsveld en de membraanelektrode bevindt.De belangrijkste functie van GDL is om een ​​transportkanaal te bieden voor het gas dat betrokken is bij de reactie en het gegenereerde water, en om de membraanelektrode te ondersteunen.Daarom moet GDL een goede mechanische sterkte, geschikte poriestructuur, goede elektrische geleidbaarheid en hoge stabiliteit hebben.

2. Bipolaire plaatAls de belangrijkste structurele componenten van de reactor speelt de bipolaire plaat de rol van het gelijkmatig verdelen van gas, het afvoeren van water, het geleiden van warmte en elektriciteit, goed voor ongeveer 60% van het gewicht en bijna 20% van de kosten van de hele brandstofcel.De prestaties zijn rechtstreeks van invloed op het uitgangsvermogen en de levensduur van de batterij.Bipolaire plaatmaterialen zijn onderverdeeld in koolstof- en metaalbasismaterialen, koolstofbasisplaat is verdeeld in grafietplaat en composietfilm koolstofplaat twee categorieën.

Grafiet bipolaire plaat is over het algemeen niet-poreuze grafietplaat of koolstofplaat als basismateriaal, en het gebruik van CNC-bewerkingsmachines voor stroomverwerking, binnenlandse grafiet bipolaire plaattechnologie heeft zich de afgelopen jaren zeer snel ontwikkeld, het technische niveau is vergelijkbaar met het buitenland , maar de dikte is meestal meer dan 2 mm.Samengestelde filmgeperste koolstofplaat in het buitenland heeft de 0,8 mm-plaattechnologie doorbroken, met dezelfde volumevermogensdichtheid als metalen plaat.