Wasserstoff Brennstoffzelle Gasdiffusionsschicht Titanfaser gefilmt für die allgemeine Zelllenleistungsverbesserung

Produktdetails

Wasserstoffbrennstoffzellen, eine vielversprechende saubere Energietechnologie, gewinnen aufgrund ihrer hohen Effizienz und ihrer emissionsfreien Eigenschaften erhebliche Aufmerksamkeit. Der Kern dieser Brennstoffzellen ist die Membranelektrodenanordnung (MEA), bei der chemische Reaktionen stattfinden, um Wasserstoff in Strom umzuwandeln. Ein entscheidender Bestandteil des MEA ist die Gasdiffusionsschicht (GDL), die eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Zellleistung spielt. Ein fortschrittliches Material, das zu diesem Zweck verwendet wird, ist Titanfaserfilz, der als Wasserstoff-Brennstoffzellen-Gasdiffusionsschicht dient und Verbesserungen bei der Wasserverwaltung und der Gesamtzellenleistung bietet.

Verständnis der Gasdiffusionsschicht (GDL)

Der GDL wird in einem Brennstoffzellenstapel zwischen der katalysatorbeschichteten Membran (CCM) und den bipolaren Platten eingesandwicht. Zu seinen Hauptfunktionen gehören:

1. Verteilen Sie Wasserstoff und Sauerstoff. Es bietet Wege für Reaktionsgase (Wasserstoff und Sauerstoff), um die Katalysatorstellen gleichmäßig zu erreichen.

2. Verwalten Sie den Wassertransport. Effizientes Wassermanagement ist in PEM (Proton Exchange Membrane) Brennstoffzellen von entscheidender Bedeutung, da die Reaktion Wasser als Nebenprodukt erzeugt. Die GDL muss die Entfernung von überschüssigem flüssigem Wasser ermöglichen, während genügend Feuchtigkeit beibehalten wird, um die Membran hydratisiert zu halten.

3. Elektrische Leitung. Der GDL wirkt auch als elektrischer Leiter und überträgt Elektronen aus der Katalysatorschicht auf die bipolare Platte.

4. Mechanische Unterstützung. Es bietet den zerbrechlichen CCM strukturelle Unterstützung und gewährleistet unter Betriebsbedingungen mechanische Stabilität.

Titanfaserfilz: Ein leistungsstarkes GDL-Material

Titanfaserfilz zeichnet sich durch seine einzigartigen Eigenschaften als ideale Wahl für den GDL in Wasserstoffbrennstoffzellen aus. Dieses Material besteht aus verwebten Titanfasern, die eine poröse, dreidimensionale Struktur bilden. Hier sind einige Aspekte, die ihre Vorteile hervorheben:

1. Ausgezeichnete chemische Stabilität. Titan zeigt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber sauren Umgebungen wie in PEM-Brennstoffzellen, in denen Schwefelsäure als Protonenträger vorhanden ist. Diese Eigenschaft gewährleistet eine lange Betriebsdauer und minimiert den Abbau im Laufe der Zeit.

2. Überlegene mechanische Festigkeit. Die inhärente Festigkeit und Haltbarkeit von Titanfasern machen den Filz robust genug, um Druckkräften während der Montage standzuhalten und dem Verschleiß während des Betriebs standzuhalten. Diese Funktion hält einen konsistenten Kontakt zwischen dem GDL und anderen Komponenten, wodurch die Zelleleistung verbessert wird.

3. Optimale Porosität und Tortuosity. Die Porosität des Filzes kann angepasst werden, um eine effiziente Gasdiffusion zu erleichtern und gleichzeitig einen angemessenen Wassertransport aufrechtzuerhalten. Der winzige Weg, der durch die miteinander verbundenen Fasern geschaffen wird, verbessert die Kapillarwirkung und ermöglicht eine bessere Kontrolle über die Wasserverteilung innerhalb der Zelle.

4. Niedriger elektrischer Widerstand. Titan hat einen niedrigen elektrischen Widerstand, der es ermöglicht, Elektronen effektiv von der Katalysatorschicht zur bipolaren Platte zu leiten. Dies reduziert ohmische Verluste und trägt zu einer höheren Leistung und Effizienz bei.

5. Verbesserte Wärmeleitfähigkeit. Im Vergleich zu herkömmlichen kohlenstoffbasierten GDLs bietet Titanfaserfilz eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaft hilft, während der elektrochemischen Reaktionen erzeugte Wärme effizienter abzuleuern, heiße Punkte zu verhindern und die Lebensdauer der Brennstoffzelle zu verlängern.

6. Umweltverträglichkeit. Da Titan auf Metallbasis ist, setzt es bei hohen Temperaturen oder beim Abbau keine schädlichen Partikel oder Chemikalien frei, was es umweltfreundlich und sicher für den Einsatz in Automobil- und stationären Anwendungen macht.