شعرت طبقة غاز خلايا الوقود الهيدروجينية طبقة ألياف التيتانيوم

تفاصيل المنتج

اكتسبت خلايا وقود الهيدروجين ، وهي تكنولوجيا الطاقة النظيفة الواعدة ، اهتمامًا كبيرًا بسبب كفاءتها العالية وخصائصها الصفرية. جوهر خلايا الوقود هذه هو مجموعة القطب الغشائي (MEA) ، حيث تحدث التفاعلات الكيميائية لتحويل الهيدروجين إلى كهرباء. المكون الحاسم داخل MEA هو طبقة انتشار الغاز (GDL) ، والتي تلعب دورًا فعالًا في تحسين أداء الخلية. إحدى المواد المتقدمة المستخدمة لهذا الغرض هي Love Titanium Fiber ، والتي تعمل كطبقة لنشر غاز خلايا الوقود الهيدروجينية ، مما يوفر تحسينات في إدارة المياه وأداء الخلايا الكلية.

فهم طبقة نشر الغاز (GDL)

يقع GDL بين الغشاء المغطى بالمحفز (CCM) والألواح الثنائية القطب في مكدس خلايا الوقود. وتشمل وظائفها الأساسية:

1. توزيع الهيدروجين والأكسجين. يوفر مسارات للغازات المتفاعلة (الهيدروجين والأكسجين) للوصول إلى مواقع المحفز بشكل موحد.

2. إدارة النقل المائي. تعتبر إدارة المياه الفعالة أمرًا بالغ الأهمية في خلايا الوقود PEM (غشاء التبادل البروتون) لأن التفاعل ينتج الماء كمنتج ثانوي. يجب أن تسمح GDL بإزالة الماء السائل الزائد مع الاحتفاظ بالرطوبة الكافية للحفاظ على رطب الغشاء.

3. التوصيل الكهربائي. يعمل GDL أيضًا كموصل كهربائي ، حيث ينقل الإلكترونات من طبقة المحفز إلى لوحة ثنائية القطب.

4. الدعم الميكانيكي. ويوفر الدعم الهيكلي لـ CCM الهش ، مما يضمن الاستقرار الميكانيكي في ظل ظروف التشغيل.

شعرت ألياف التيتانيوم: مادة GDL عالية الأداء

تبرز ألياف التيتانيوم ، مع خصائصه الفريدة ، كخيار مثالي لـ GDL في خلايا وقود الهيدروجين. تتكون هذه المادة من ألياف التيتانيوم المتشابكة التي تشكل بنية مسامية ثلاثية الأبعاد. فيما يلي العديد من الجوانب التي تبرز فوائدها:

1. الاستقرار الكيميائي الممتاز. يعرض التيتانيوم مقاومة تآكل ممتازة ضد البيئات الحمضية مثل تلك الموجودة في خلايا الوقود PEM حيث يوجد حمض الكبريتيك كحامل بروتون. تضمن هذه الخاصية حياة تشغيلية طويلة وتقلل من التدهور بمرور الوقت.

2. القوة الميكانيكية المتفوقة. القوة المتأصلة والمتانة لألياف التيتانيوم تجعل الشعور قويًا بما يكفي لتحمل قوى الضغط أثناء التجميع ومقاومة التآكل أثناء العملية. تحافظ هذه الميزة على اتصال ثابت بين GDL والمكونات الأخرى ، وبالتالي تعزيز أداء الخلايا.

3. المسامية الأمثل والتعميق. يمكن تصميم مسامية Love لتسهيل انتشار الغاز الفعال مع الحفاظ على النقل المائي المناسب. يعزز المسار الشاق الذي أنشأته الألياف المترابطة العمل الشعري ، مما يتيح التحكم بشكل أفضل في توزيع المياه داخل الخلية.

4. مقاومة كهربائية منخفضة. التيتانيوم لديه مقاومة كهربائية منخفضة ، مما يتيح لها إجراء الإلكترونات بفعالية من طبقة المحفز إلى لوحة ثنائية القطب. هذا يقلل من الخسائر الأومية ويساهم في ارتفاع إنتاج الطاقة والكفاءة.

5. الموصلية الحرارية المحسنة. بالمقارنة مع GDLs التقليدية القائمة على الكربون ، فإن ألياف التيتانيوم شعرت توفر الموصلية الحرارية المحسنة. تساعد هذه السمة في تبديد الحرارة المتولدة أثناء التفاعلات الكهروكيميائية بشكل أكثر كفاءة ، مما يمنع البقع الساخنة وإطالة عمر خلية الوقود.

6. التوافق البيئي. كونه يعتمد على المعادن ، لا تطلق التيتانيوم جسيمات أو مواد كيميائية ضارة عند تعرضها لدرجات حرارة عالية أو أثناء التدهور ، مما يجعله صديقًا للبيئة وآمنًا للاستخدام في التطبيقات في السيارات والثابتة.