燃料电池电堆关键材料

燃料电池电堆关键材料 – 喷涂膜电极 – 燃料电池涂布机 – 驰飞超声波喷涂

氢能是未来重要的能源形势,其能量密度是石油的3倍、煤炭的4.5倍,未来的地位有望与化石资源比肩。

氢燃料电池是氢能的转化装置,以氢气为燃料,通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置。燃料电池从汽车的技术构架来讲,可以分为4个层次,从最外面的是燃料电池和整车,接下来一层是燃料电池动力系统,再下来一层是燃料电池系统、最里面一层是燃料电池电堆。

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燃料电池电堆

燃料电池电堆是氢能源车的“心脏” ,燃料电池电堆主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层、双极板,以及其他结构件如密封件、端板和集流板等组成。膜电极与其两侧的双极板则组成燃料电池的基本单元。

质子交换膜

质子交换膜也称为质子膜或氢离子交换膜,是一种离子选择性透过的膜,在电池中起到为质子迁移和传输提供通道、分离气体反应物并阻隔电解液的作用。

从膜的结构来看,PEM 大致可分为三大类:磺化聚合物膜,复合膜,无机酸掺杂膜。目前研究的 PEM 材料主要是磺化聚合物电解质,按照聚合物的含氟量可分为全氟磺酸质子交换膜、部分氟化质子交换膜以及非氟质子交换膜等。

催化剂

虽然燃料电池中的氧化还原反应,在热力学上是自发进行的,但反应物与产物之间通常存在活化能的能垒,导致其动力学过程缓慢。燃料电池催化剂起到降低电极反应活化能、提高反应速率的作用,是燃料电池的关键材料和运行保障。

气体扩散层

发生在气体扩散层上的过程有:热转移过程、气态输运过程、两相流过程、电子输运过程、表面液滴动力学过程等,气体扩散层的主要功能包括实现气体在催化剂表面的扩散,支撑催化剂、导通电流、排除反应生产水等。

膜电极

膜电极是电化学反应的场所,是传递电子和质子的介质,为反应气体、尾气和液态水的进出提供通道,涉及三相界面反应、复杂的传质传热过程。决定燃料电池的性能、寿命和成本。膜电极是由阳/阴极气体扩散层、阳/阴极催化剂、质子交换膜构成的五合一结构。


杭州驰飞的燃料电池催化剂涂层系统可产生高度均匀,可重复和耐用的涂层,特别适合这些挑战性应用。从研发到生产,我们的防堵塞技术可以更好地控制涂层属性,显著减少原材料用量,并减少维护和停机时间。

超声镀膜系统可在燃料电池和质子交换膜(PEM)电解器(如Nafion)的电解工艺上产生高度耐用、均匀的碳基催化剂墨水涂层,而膜不会变形。均匀的催化剂涂层沉积在PEM燃料电池、GDL、电极、各种电解质膜和固体氧化物燃料电池上,喷涂的悬浮液包含炭黑墨水、PTFE粘合剂、陶瓷浆料、铂和其他贵金属。也可以使用超声波喷涂其他金属合金,包括金属氧化物悬浮液的铂、镍、铱和钌基燃料电池催化剂涂层,以制造PEM燃料电池、聚合物电解质膜(PEM)电解槽、DMFC(直接甲醇燃料电池)和SOFC(固体氧化物燃料电池)可产生大负荷和高电池效率。

英文网站:CHEERSONIC ULTRASONIC COATING SOLUTION