Yanacaq hüceyrə membran elektrodlarının hazırkı inkişafı

Membran elektrodu (MEA) qaz diffuziya təbəqəsi, katalizator təbəqəsi və proton mübadiləsi membranından ibarət yanacaq hüceyrəsinin əsas komponentidir. Bu, təkcə çoxfazalı materialın ötürülməsi yeri deyil, həm də yanacaq elementinin kimyəvi reaksiya yeridir. O, akkumulyatorun ümumi kimyəvi göstəricilərinə birbaşa təsir göstərir və onun dəyəri reaktorun dəyərinin 70%-ni təşkil edir.Beləliklə, membran elektrodu yanacaq hüceyrəsi "çipinin" "ürəyi" kimi də tanınır.

Ümumiyyətlə, ideal membran elektrodları yüksək güc sıxlığı, aşağı platin yükü, uzun davamlılıq və xidmət müddəti və digər performans xüsusiyyətlərinə malik olmalıdır. ABŞ Enerji Departamenti tələb edir ki, 2020-ci ilə qədər avtomobil membran elektrodlarının davamlılığı ¥5000 saat olmalıdır.Güc sıxlığı â¥1W/sm2 nominal güc.

Membran elektrodunun hər bir komponenti baxımından proton mübadilə membranı (PEM) əsasən perfluorosulfonik turşu membranıdır, digər kompozit membranlar, yüksək seçici membranlar, qrafen dəyişdirilmiş membranlar, yüksək temperatur membranları və qələvi membranlar hələ də tədqiqat mərhələsindədir. son illərdə tədqiqat qaynar nöqtəsi və sərhəd istiqaməti.

Katalizator əsasən platin əsaslıdır. Hazırda əsas katalitik təbəqə aktivləşdirilmiş karbon üzərində platin tərəfindən dəstəklənən dəstək katalizatoru olan platin-karbon katalizatorudur.Bununla belə, platin az resurslara və yüksək qiymətə malik qiymətli metal olduğundan, aşağı platin katalizatorunun və platinsiz qeyri-qiymətli metal katalizatorunun inkişafı gələcəkdə membran elektrod müəssisələri üçün əsas istiqamət hesab olunur.

Qaz diffuziya təbəqəsi katalizator təbəqəsi ilə keçiricilik, istilik yayılması və drenaj rolunu oynayan proton mübadiləsi membranı arasında sıxışdırılır. Mikroməsamə təbəqəsi və dəstək qatından ibarətdir. Mikroməsamə təbəqəsi karbon qara və hidrofobik agentdən ibarətdir və dəstəkləyici təbəqənin materialı əsasən karbon kağızıdır.

Membran elektrodunun dörd əsas hazırlanması prosesi var, bunlar isti presləmə üsulu, gradient üsulu, CCM və sifarişdir.Onların arasında, CCM, CCM yaratmaq üçün proton mübadiləsi membranının hər iki tərəfində katalizatoru örtmək üçün birbaşa örtük, ekran çapı, çiləmə və digər üsullardan istifadə edir və sonra CCM-nin hər iki tərəfindəki qaz diffuziya qatını isti basaraq Hal-hazırda bazarda ən çox istifadə edilən və kommersiya baxımından yetkin hazırlıq üsulu olan film elektrodunu təşkil edir