Schlüsselmaterialien für Brennstoffzellenstacks
Schlüsselmaterialien für Brennstoffzellenstacks – Katalysatorbeschichtungen für Brennstoffzellen – Cheersonic
Wasserstoffenergie ist eine wichtige Energiesituation der Zukunft. Seine Energiedichte ist 3-mal so hoch wie die von Öl und 4,5-mal so hoch wie die von Kohle. Es wird erwartet, dass sein Status in Zukunft mit dem der fossilen Ressourcen vergleichbar sein wird.
Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine Vorrichtung zur Umwandlung von Wasserstoffenergie, die Wasserstoff als Brennstoff verwendet, um die chemische Energie im Brennstoff durch eine elektrochemische Reaktion direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Aus Sicht des technischen Aufbaus des Fahrzeugs lässt sich die Brennstoffzelle in vier Ebenen unterteilen, die äußerste ist die Brennstoffzelle und das Gesamtfahrzeug, die nächste Schicht ist das Brennstoffzellen-Antriebssystem, die nächste Schicht ist das Brennstoffzellensystem , und das innerste ist das Brennstoffzellen-Energiesystem. Die Schicht ist der Brennstoffzellenstapel.
Brennstoffzellen-Stack
Der Brennstoffzellenstapel ist das „Herz“ des Wasserstoff-Energiefahrzeugs. Der Brennstoffzellenstapel besteht hauptsächlich aus Katalysatoren, Protonenaustauschmembranen, Gasdiffusionsschichten, Bipolarplatten und anderen Strukturteilen wie Dichtungen, Endplatten und Kollektorplatten. Die Membranelektrode und die beidseitigen Bipolarplatten bilden die Grundeinheit der Brennstoffzelle.
Protonenaustauschmembran
Eine Protonenaustauschmembran, auch als Protonenmembran oder Wasserstoffionenaustauschmembran bekannt, ist eine ionenselektiv durchlässige Membran, die in Batterien dazu dient, Kanäle für Protonenmigration und -transport bereitzustellen, gasförmige Reaktanten zu trennen und Elektrolyte zu blockieren.
Aus Sicht der Membranstruktur kann PEM grob in drei Kategorien eingeteilt werden: sulfonierte Polymermembranen, Verbundmembranen und mit anorganischer Säure dotierte Membranen. Die derzeit untersuchten PEM-Materialien sind hauptsächlich sulfonierte Polymerelektrolyte, die je nach Fluorgehalt der Polymere in Perfluorsulfonsäure-Protonenaustauschmembranen, teilweise fluorierte Protonenaustauschmembranen und Nicht-Fluor-Protonenaustauschmembranen unterteilt werden können.
Katalysator
Obwohl Redoxreaktionen in Brennstoffzellen thermodynamisch spontan sind, gibt es normalerweise eine Energiebarriere der Aktivierungsenergie zwischen Reaktanten und Produkten, was zu einer langsamen Kinetik führt. Brennstoffzellenkatalysatoren spielen eine Rolle bei der Verringerung der Aktivierungsenergie von Elektrodenreaktionen und der Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit und sind Schlüsselmaterialien und Betriebsgarantien für Brennstoffzellen.
Gasdiffusionsschicht
Zu den Prozessen, die auf der Gasdiffusionsschicht ablaufen, gehören: Wärmeübertragungsprozess, Gastransportprozess, Zweiphasenströmungsprozess, Elektronentransportprozess, Oberflächentröpfchendynamikprozess usw. Diffusion, Trägerkatalysatoren, Stromleitung, ausgenommen die Reaktion zur Erzeugung von Wasser , etc.
Membranelektrode
Die Membranelektrode ist ein Ort für elektrochemische Reaktionen, ein Medium zur Übertragung von Elektronen und Protonen, das Kanäle für das Ein- und Ausströmen von Reaktionsgas, Abgas und flüssigem Wasser bereitstellt, wobei Dreiphasen-Grenzflächenreaktionen und komplexe Stoff- und Wärmeübertragungsprozesse beteiligt sind. Bestimmt Leistung, Lebensdauer und Kosten der Brennstoffzelle. Die Membranelektrode ist eine Fünf-in-Eins-Struktur, die aus einer Anoden-/Kathoden-Gasdiffusionsschicht, einem Anoden-/Kathodenkatalysator und einer Protonenaustauschmembran besteht.
Die Ultraschall-Spritzgeräte unseres Unternehmens können auf eine Vielzahl unterschiedlicher Metalllegierungen gespritzt werden, einschließlich der Herstellung von Brennstoffzellenkatalysatorbeschichtungen auf Platin-, Nickel-, Iridium- und Rutheniumbasis sowie PEMs, GDLs, DMFCs (Direktmethanol-Brennstoffzellen) und SOFCs (Solid Oxide Fuel Cell) Herstellung. Die durch diese Technologie hergestellte Batterie hat die Eigenschaften einer hohen Batteriebelastung und einer hohen Batterieeffizienz.
