Войлок титанового волокна слоя диффузии газа топливного элемента водорода для общего улучшения производительности ячейки

Подробная информация о продукте

Водородные топливные элементы, многообещающая экологически чистая энергетическая технология, привлекают значительное внимание благодаря своей высокой эффективности и нулевым выбросам. Сердцем этих топливных элементов является мембранно-электродный узел (МЭА), в котором происходят химические реакции по преобразованию водорода в электричество. Важнейшим компонентом МЭА является газодиффузионный слой (ГДС), который играет важную роль в оптимизации производительности ячейки. Одним из современных материалов, используемых для этой цели, является войлок из титанового волокна, который служит газодиффузионным слоем водородного топливного элемента, обеспечивая улучшение управления водными ресурсами и общую производительность элемента.

Понимание газодиффузионного слоя (GDL)

GDL расположен между покрытой катализатором мембраной (CCM) и биполярными пластинами в батарее топливных элементов. Его основные функции включают в себя:

1. Распределите водород и кислород. Он обеспечивает пути для газов-реагентов (водорода и кислорода) для равномерного достижения участков катализатора.

2. Управление водным транспортом. Эффективное управление водными ресурсами имеет решающее значение в топливных элементах PEM (протонообменная мембрана), поскольку в результате реакции в качестве побочного продукта образуется вода. GDL должен обеспечивать удаление избыточной жидкой воды, сохраняя при этом достаточно влаги для поддержания гидратации мембраны.

3. Электропроводность. ГДЛ также действует как электрический проводник, перенося электроны от слоя катализатора к биполярной пластине.

4. Механическая поддержка. Он обеспечивает структурную поддержку хрупкого CCM, обеспечивая механическую стабильность в условиях эксплуатации.

Войлок из титанового волокна: высокопроизводительный материал GDL

Титановое волокно с его уникальными свойствами является идеальным выбором для GDL в водородных топливных элементах. Этот материал состоит из переплетенных титановых волокон, образующих пористую трехмерную структуру. Вот несколько аспектов, которые подчеркивают его преимущества:

1. Отличная химическая стабильность. Титан демонстрирует превосходную коррозионную стойкость к кислым средам, например, в топливных элементах PEM, где серная кислота присутствует в качестве переносчика протонов. Это свойство обеспечивает длительный срок эксплуатации и сводит к минимуму деградацию с течением времени.

2. Превосходная механическая прочность. Присущая титановым волокнам прочность и долговечность делают войлок достаточно прочным, чтобы выдерживать сжимающие усилия во время сборки и противостоять износу во время работы. Эта функция поддерживает постоянный контакт между GDL и другими компонентами, тем самым повышая производительность ячейки.

3. Оптимальная пористость и извилистость. Пористость войлока можно адаптировать для облегчения эффективной диффузии газа при сохранении надлежащего переноса воды. Извилистый путь, создаваемый соединенными между собой волокнами, усиливает капиллярное действие, позволяя лучше контролировать распределение воды внутри клетки.

4. Низкое электрическое сопротивление. Титан имеет низкое электрическое сопротивление, что позволяет ему эффективно проводить электроны от слоя катализатора к биполярной пластине. Это снижает омические потери и способствует повышению выходной мощности и эффективности.

5. Повышенная теплопроводность. По сравнению с обычными GDL на основе углерода, войлок из титанового волокна обеспечивает улучшенную теплопроводность. Этот атрибут помогает более эффективно рассеивать тепло, выделяемое во время электрохимических реакций, предотвращая появление горячих точек и продлевая срок службы топливного элемента.

6. Экологическая совместимость. Будучи основанным на металле, титан не выделяет вредных частиц или химикатов при воздействии высоких температур или в процессе разложения, что делает его экологически чистым и безопасным для использования в автомобильной и стационарной технике.