Vetypolttokennoreaktorin avainkomponentit ja materiaalit

1. Kalvoelektrodikokoonpano

Kalvoelektrodi on reaktorin ydin, samanlainen kuin tietokoneen CPU, ja se määrittää reaktorin maksimaalisen suorituskyvyn, käyttöiän ja hinnan.Kalvoelektrodimoduuli koostuu protoninvaihtokalvosta, katalyytistä ja kaasudiffuusiokerroksesta (kaasudiffuusiokerros).Tärkeimmät suoritusindikaattorit sisältävät tehon pinta-alayksikköä kohti (tehotiheys), kullan kysynnän (platinan määrä tehoyksikköä kohden), käyttöiän ja kustannusten.Catalyst Coating (CCM) -tekniikkaa, toisen sukupolven tuotantotekniikkaa, käytetään kalvoelektrodien valmistuksessa, jatkuvalla Roll-to-Rioll-tuotantokapasiteetilla.

(1) Protoninvaihtokalvo (PEM) Protoninvaihtokalvo on protoninvaihtokalvon polttokennon (PEMFC) ydinkomponentti, on eräänlainen polymeerielektrolyyttikalvo, protoninvaihtokalvon nykyinen yleistrendi on perfluorisulfonihapolla tehostettu komposiittikalvo, protoni Vaihtokalvo pyrkii vähitellen ohenemaan, kymmeniä mikroneja alas kymmeneen mikroniin, vähentämään protonisiirron ohmista polarisaatiota paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi.

(2) katalyytti Vetypolttokennon reaktorissa vedyn hapetusreaktiota ja hapen pelkistysreaktiota elektrodilla ohjataan pääasiassa katalyytillä.Katalyytti on tärkein vetypolttokennojen aktivointipolarisaatioon vaikuttava tekijä, ja sitä pidetään vetypolttokennojen avainmateriaalina.Tällä hetkellä Pt/C on yleisesti käytetty katalyytti polttokennoissa, toisin sanoen ladattu katalyytti, joka koostuu Pt-nanohiukkasista dispergoituneena hiilijauheen (kuten XC-72) kantajaan. (3) kaasudiffuusiokerros Kaasudiffuusiokerros (GDL) koostuu hiilikuitupohjakerroksesta ja hiilen mikrohuokoisesta kerroksesta, joka sijaitsee virtauskentän ja kalvoelektrodin välissä.GDL:n päätehtävä on tarjota kuljetuskanava reaktioon osallistuvalle kaasulle ja syntyvälle vedelle sekä tukea kalvoelektrodia.Siksi GDL:llä on oltava hyvä mekaaninen lujuus, sopiva huokosrakenne, hyvä sähkönjohtavuus ja korkea stabiilisuus.

2. Bipolaarinen levyReaktorin ydinrakennekomponenttina kaksinapainen levy jakaa tasaisesti kaasua, tyhjentää vettä, johtaa lämpöä ja sähköä, mikä muodostaa noin 60 % koko polttokennon painosta ja lähes 20 % kustannuksista.Sen suorituskyky vaikuttaa suoraan akun lähtötehoon ja käyttöikään.Bipolaarinen levymateriaalit on jaettu hiili- ja metallipohjamateriaaleihin, hiilipohjalevy on jaettu grafiittilevyyn ja komposiittikalvohiililevyyn kahteen luokkaan.

Grafiittikaksinapainen levy on yleensä ei-huokoinen grafiittilevy tai hiililevy pohjamateriaalina, ja CNC-työstökoneiden käyttö virtauskäsittelyyn, kotimainen grafiittibipolaarinen levytekniikka on viime vuosina kehittynyt erittäin nopeasti, tekninen taso on verrattavissa ulkomaihin , mutta paksuus on yleensä yli 2 mm.Komposiittikalvopuristettu hiililevy ulkomailla on rikkonut 0,8 mm:n levyteknologian, jolla on sama tilavuustehotiheys kuin metallilevyllä.