Các thành phần và vật liệu chính của lò phản ứng pin nhiên liệu hydro

1. Lắp ráp điện cực màng

Điện cực màng là lõi của lò phản ứng, tương tự như CPU ​​trong máy tính và xác định hiệu suất, tuổi thọ và chi phí tối đa của lò phản ứng.Mô-đun điện cực màng bao gồm màng trao đổi proton, chất xúc tác và lớp khuếch tán khí (lớp khuếch tán khí).Các chỉ số hoạt động chính bao gồm sản lượng điện trên một đơn vị diện tích bề mặt (mật độ năng lượng), nhu cầu vàng (lượng bạch kim trên một đơn vị sản lượng điện), tuổi thọ và chi phí.Công nghệ lớp phủ chất xúc tác (CCM), công nghệ sản xuất thế hệ thứ hai, được sử dụng trong sản xuất điện cực màng, với khả năng sản xuất tốc độ cao liên tục Roll-to-Rioll.

(1) Màng trao đổi proton (PEM) Màng trao đổi proton là thành phần cốt lõi của pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC), là một loại màng điện phân polymer, xu hướng chủ đạo hiện nay của màng trao đổi proton là màng tổng hợp tăng cường axit perfluorosulfonic, proton màng trao đổi dần dần có xu hướng mỏng đi, từ hàng chục micron xuống còn mười micron, giảm sự phân cực ohmic của quá trình chuyển proton, để đạt được hiệu suất cao hơn.

(2) chất xúc tác Trong lò phản ứng của pin nhiên liệu hydro, phản ứng oxy hóa hydro và phản ứng khử oxy trên điện cực chủ yếu được điều khiển bởi chất xúc tác.Chất xúc tác là yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phân cực kích hoạt của pin nhiên liệu hydro và được coi là vật liệu chính của pin nhiên liệu hydro.Hiện nay, Pt/C là chất xúc tác thường được sử dụng trong pin nhiên liệu, nghĩa là chất xúc tác được nạp bao gồm các hạt nano Pt được phân tán vào chất mang bột carbon (chẳng hạn như XC-72). (3) lớp khuếch tán khí Lớp khuếch tán khí (GDL) bao gồm lớp nền sợi carbon và lớp vi xốp carbon, nằm giữa trường dòng chảy và điện cực màng.Chức năng chính của GDL là cung cấp kênh vận chuyển khí tham gia phản ứng và nước được tạo ra, đồng thời hỗ trợ điện cực màng.Do đó, GDL phải có độ bền cơ học tốt, cấu trúc lỗ rỗng phù hợp, tính dẫn điện tốt và độ ổn định cao.

2. tấm lưỡng cựcLà thành phần cấu trúc cốt lõi của lò phản ứng, tấm lưỡng cực đóng vai trò phân phối đều khí, thoát nước, dẫn nhiệt và điện, chiếm khoảng 60% trọng lượng và gần 20% giá thành của toàn bộ pin nhiên liệu.Hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra và tuổi thọ của pin.Vật liệu tấm lưỡng cực được chia thành vật liệu cơ bản carbon và kim loại, tấm cơ sở carbon được chia thành tấm than chì và tấm carbon màng tổng hợp hai loại.

Tấm than chì lưỡng cực nói chung là tấm than chì không xốp hoặc tấm carbon làm vật liệu cơ bản, và việc sử dụng máy công cụ CNC để xử lý dòng chảy, công nghệ tấm lưỡng cực than chì trong nước trong những năm gần đây đã phát triển rất nhanh, trình độ kỹ thuật có thể so sánh với nước ngoài , nhưng độ dày thường hơn 2 mm.Tấm carbon ép màng composite ở nước ngoài đã vượt qua công nghệ tấm 0,8mm, với mật độ năng lượng thể tích tương tự như tấm kim loại.