Топливный элемент PEM
Топливный элемент PEM — Cheersonic
Топливный элемент с протонно-обменной мембраной (сокращенно PEM-топливный элемент или PEMFC)
содержит мембранно-электродный блок (сокращенно MEA), состоящий из газодиффузионного слоя, электродов и полимерных электролитных мембран. В MEA происходит электрохимическая реакция, генерирующая электричество.
Мембранный электрод является местом многофазного переноса материала и электрохимической реакции, определяющей производительность, срок службы и стоимость топливного элемента с протонно-обменной мембраной. Мембранный электрод и биполярные пластины с обеих сторон образуют базовый блок топливного элемента — единый топливный элемент. В практических приложениях несколько отдельных элементов могут быть объединены в топливный блок для удовлетворения потребностей в различных мощностях в зависимости от требований конструкции.
Проектирование и оптимизация структуры мембранно-электродного блока (МЭБ), выбор материалов и оптимизация процесса изготовления всегда были ключевыми технологиями в исследованиях топливных элементов с протонно-обменной мембраной (PEMFC). В процессе развития PEMFC технология мембранных электродов претерпела несколько поколений инноваций, которые можно условно разделить на три типа: метод горячего прессования, метод CCM и метод упорядоченных мембранных электродов.
Покрытие топливного элемента PEM
Покрытие топливных элементов с протонно-обменной мембраной (PEM) представляет собой функциональные тонкопленочные слои, наносимые на основные компоненты топливных элементов с протонно-обменной мембраной, включая каталитические слои, модификацию газодиффузионного слоя и защитные покрытия биполярных пластин, которые напрямую определяют выходную мощность элемента, срок службы и стоимость производства.
Каталитический слой является ядром электрохимической реакции. Каталитические чернила, содержащие частицы на основе платины, иономер и растворитель, наносятся на мембраны или подложки. Равномерное покрытие гарантирует наличие достаточных трехфазных границ для реакций окисления водорода и восстановления кислорода, повышает эффективность использования катализатора и снижает расход драгоценных металлов. Для газодиффузионных слоев гидрофобные покрытия сохраняют пористую структуру, облегчают отвод воды и предотвращают затопление при работе с высокими токами.
Для металлических биполярных пластин проводящие антикоррозионные покрытия решают критическую проблему коррозии металлической подложки в кислых и влажных рабочих средах. Такие покрытия снижают контактное сопротивление на границе раздела, блокируют утечку ионов металла, которая отравляет мембраны и катализаторы, и поддерживают компактную конструкцию с высокой плотностью размещения элементов. Основные материалы для покрытий включают аморфный углерод, нитрид металла и композитные проводящие слои.
К распространенным технологиям изготовления относятся ультразвуковое распыление, физическое осаждение из паровой фазы и щелевое напыление. Ультразвуковое распыление обеспечивает получение мягких распыленных капель для создания конформных, без микропор, тонких пленок с контролируемой толщиной, подходящих для высокоточного производства мембранно-электродных сборок.
К основным промышленным проблемам относятся обеспечение стабильного нанесения покрытий в больших объемах, устойчивая адгезия в условиях температурно-влажностных циклов, а также баланс между производительностью и стоимостью материалов. Передовые технологии нанесения покрытий являются ключевыми факторами для коммерческого применения топливных элементов с протонообменной мембраной в транспорте и стационарной энергетике.
Уникальная технология ультразвукового распыления Cheersonic обеспечивает эффективное, стабильное и точное нанесение покрытия, что повышает эффективность использования катализатора и улучшает трехмерность. Предназначена для распыления PEM, GDL, электродных и электролитных материалов, а также суспензий чернил на основе сажи, связующего PTFE, керамических суспензий, платины и других дорогостоящих металлических катализаторов. Стационарная модель может удовлетворить потребности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Видео ультразвукового нанесения покрытия на топливный элемент
О компании Cheersonic
Компания Cheersonic является ведущим разработчиком и производителем ультразвуковых систем нанесения покрытий для точного нанесения тонких пленочных покрытий с целью защиты, упрочнения или выравнивания поверхностей деталей и компонентов для рынков микроэлектроники/электроники, альтернативной энергетики, медицины и промышленности, включая специализированные применения стекла в строительстве и автомобилестроении.
Наши решения для нанесения покрытий экологичны, эффективны и высоконадежны, позволяют значительно сократить избыточное распыление, сэкономить сырье, воду и энергию, а также улучшить повторяемость процесса, повысить эффективность переноса, обеспечить высокую однородность и снизить выбросы.
Китайский сайт: Cheersonic предоставляет профессиональные решения в области нанесения покрытий.
